Apostila Projetos Ii

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Instituto Federal Sul – Rio – Grandense Campus Pelotas Curso Eletrotécnica Disciplina: Projetos Elétricos II Apostila: Projetos Elétricos Prediais 1ª Etapa Professor: Dreifus Medeiros Costa Clênio Böhmer Pelotas – 26 de junho de 2011. Sumário 1 - Previsão de carga......................................................................................................... 4 1.1 - Iluminação ................................................................................................................ 4 1.2 - Pontos de tomada ..................................................................................................... 4 1.2.1 - Número de pontos de tomada ................................................................................ 4 1.2.2 - Potências atribuíveis aos pontos de tomada .......................................................... 5 1.2.3 - Tomadas de uso específico: .................................................................................. 6 1.2.3.1 - Aquecimento elétrico de água ............................................................................ 6 2 - Divisões de circuitos terminais ................................................................................... 6 3 - Dimensionamento dos circuitos elétricos .................................................................... 7 3.1 – Dimensionamento dos condutores. .......................................................................... 7 3.1.1 - Seção mínima ........................................................................................................ 8 3.1.2 - Capacidades de condução de corrente ................................................................... 8 3.1.3 - Condutor neutro .................................................................................................. 13 3.1.4 - Condutor de proteção .......................................................................................... 13 3.2 - Dimensionamento dos Disjuntores Termomagnéticos ........................................... 14 3.3 - Dimensionamento dos Dispositivos Diferencial Residual. .................................... 16 3.4 - Dimensionamento do dispositivo de proteção Contra Surto (DPS). ...................... 19 4 – Cálculo de demanda.................................................................................................. 22 4.1 - Método de cálculo .................................................................................................. 22 4.2 - Método de cálculo para prédios de múltiplas unidades.......................................... 25 4.2.1 - Exemplo de demanda de um prédio .................................................................... 27 5 – Compatibilização com o RIC ................................................................................... 29 Capítulos 6 – Componentes das redes de eletrodutos..................................................... 31 6.1 – Eletrodutos ............................................................................................................. 31 6.2 - Tipos de Eletrodutos .............................................................................................. 32 6.2.1 – Eletroduto rígido metálico ................................................................................. 32 6.2.2 – Eletroduto rígido plástico (PVC) ........................................................................ 33 6.2.3 – Eletrodutos flexíveis ........................................................................................... 35 6.2.3.1 – Eletrodutos metálicos flexíveis........................................................................ 35 6.2.3.2 – Eletrodutos PVC flexíveis (conduítes) ............................................................ 35 6.2.4 – Eletrodutos flexíveis (conduítes) reforçado ........................................................ 37 6.2.5 – Comparação entre os eletrodutos. ....................................................................... 38 6.3 - Especificações e normas......................................................................................... 39 2 6.4 - Simbologia ............................................................................................................. 41 6.4 - Caixas de passagem ................................................................................................ 42 6.5 - Traçado de eletrodutos ........................................................................................... 42 6.6 - Dimensionamentos de eletrodutos ......................................................................... 44 6.7. - Simbologia dos condutores para os diagramas elétricos ...................................... 46 6.8 - Esquemas elétricos e representações ..................................................................... 47 Referências Bibliográficas:............................................................................................. 48 Anexo A - Condutores – Fio e Cabos ............................................................................ 49 A diferença entre um fio e um cabo é a flexibilidade..................................................... 51 Aplicação ........................................................................................................................ 51 Vida Útil ......................................................................................................................... 51 A fiação........................................................................................................................... 51 Cabo é melhor que fio? ................................................................................................... 51 Tipos de isolação (NBR 5410) ....................................................................................... 52 Anexo B - Diagramas elétricos para ligação da iluminação ........................................... 55 Ligação interruptor uma seção ....................................................................................... 55 Lâmpada comandada por interruptor paralelo ................................................................ 56 Lâmpada comandada por three-way e four-way ............................................................ 57 Diagramas elétricos para ligação das tomadas ............................................................... 58 Sensor de presença.......................................................................................................... 59 Instalação de fotocélula .................................................................................................. 62 Minuteria ........................................................................................................................ 63 3 1 - Previsão de carga 1.1 - Iluminação Em cada cômodo ou dependência deve ser previsto pelo menos um ponto de luz fixo no teto, comandado por interruptor. Nota 1. Nas acomodações de hotéis, motéis e similares pode-se substituir o ponto de luz fixo no teto por tomada de corrente, com potência mínima de 100 VA, comandada por interruptor de parede. Nota 2. Admite-se que o ponto de luz fixo no teto seja substituído por ponto na parede em espaços sob escada, depósitos, despensas, lavabos e varandas, desde que de pequenas dimensões e onde a colocação do ponto no teto seja de difícil execução ou não conveniente. Na determinação das cargas de iluminação, como alternativa à aplicação da ABNT NBR 5413, pode ser adotado o seguinte critério:
Em cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m2 , deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA;
Em cômodos ou dependências com área superior a 6 m2 , deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m2 , acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros. Nota: Os valores apurados correspondem à potência destinada a iluminação para efeito de dimensionamento dos circuitos, e não necessariamente à potência nominal das lâmpadas. 1.2 - Pontos de tomada 1.2.1 - Número de pontos de tomada O número de pontos de tomada deve ser determinado em função da destinação do local e dos equipamentos elétricos que podem ser aí utilizados, observando-se no mínimo os seguintes critérios:
Em banheiros, deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada, próximo ao lavatório. 4
Em cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, cozinha-área de serviço, lavanderias e locais análogos, deve ser previsto no mínimo um ponto de tomada para cada 3,5 m, ou fração, de perímetro, sendo que acima da bancada da pia devem ser previstas no mínimo duas tomadas de corrente, no mesmo ponto ou em pontos distintos;
Em varandas, deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada; Nota. Admite-se que o ponto de tomada não seja instalado na própria varanda, mas próximo ao seu acesso. Nota 2. um ponto de tomada, se a área do cômodo ou dependência for igual ou inferior a 2,25 m2. Admite-se que esse ponto seja posicionado externamente ao cômodo ou dependência, a até 0,80 m no máximo de sua porta de acesso;
Em salas e dormitórios devem ser previstos pelo menos um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração, de perímetro, devendo esses pontos ser espaçados tão uniformemente quanto possível; Nota. Particularmente no caso de salas de estar, deve-se atentar para a possibilidade de que um ponto de tomada venha a ser usado para alimentação de mais de um equipamento, sendo recomendável equipá-lo, portanto, com a quantidade de tomadas julgada adequada. 1.2.2 - Potências atribuíveis aos pontos de tomada A potência a ser atribuída a cada ponto de tomada é função dos equipamentos que ele poderá vir a alimentar e não deve ser inferior aos seguintes valores mínimos:
Em banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos, no mínimo 600 VA por ponto de tomada, até três pontos, e 100 VA por ponto para os excedentes, considerando-se cada um desses ambientes separadamente. Nota: Quando o total de tomadas no conjunto desses ambientes for superior a seis pontos, admite-se que o critério de atribuição de potências seja de no mínimo 600 VA por ponto de tomada, até dois pontos, e 100 VA por ponto para os excedentes, sempre considerando cada um dos ambientes separadamente; 5
Nos demais cômodos ou dependências, no mínimo 100 VA por ponto de tomada. 1.2.3 - Tomadas de uso específico: É considerada uma tomada de uso especifico quando o aparelho necessitar de uma corrente superior a 10 A. Quando um ponto de tomada for previsto para uso específico, deve ser a ele atribuída uma potência igual à potência nominal do equipamento a ser alimentado ou à soma das potências nominais dos equipamentos a serem alimentados. Os pontos de tomada de uso específico devem ser localizados no máximo a 1,5 m do ponto previsto para a localização do equipamento a ser alimentado; 1.2.3.1 - Aquecimento elétrico de água A conexão do aquecedor elétrico de água ao ponto de utilização deve ser direta, sem uso de tomada de corrente. 2 - Divisões de circuitos terminais A instalação deve ser dividida em tantos circuitos quantos necessários, devendo cada circuito ser concebido de forma a poder ser seccionado sem risco de realimentação inadvertida através de outro circuito. Todo ponto de utilização previsto para alimentar, de modo exclusivo ou virtualmente dedicado, equipamento com corrente nominal superior a 10 A deve constituir um circuito independente. Os pontos de tomada de cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos devem ser atendidos por circuitos exclusivamente destinados à alimentação de tomadas desses locais. A divisão da instalação em circuitos deve ser de modo a atender, entre outras, às seguintes exigências:  Segurança - por exemplo, evitando que a falha em um circuito prive de alimentação toda uma área;  Conservação de energia - por exemplo, possibilitando que cargas de iluminação e/ou de climatização sejam acionadas na justa medida das necessidades; 6  Funcionais - por exemplo, viabilizando a criação de diferentes ambientes, como os necessários em auditórios, salas de reuniões, espaços de demonstração, recintos de lazer, etc.;  Produção - por exemplo, minimizando as paralisações resultantes de uma ocorrência;  Manutenção - por exemplo, facilitando ou possibilitando ações de inspeção e de reparo. Na divisão da instalação devem ser consideradas também as necessidades futuras. As ampliações previsíveis devem se refletir não só na potência de alimentação, como, também na taxa de ocupação dos condutos e dos quadros de distribuição. Os circuitos terminais devem ser individualizados pela função dos equipamentos de utilização que alimentam. Em particular, devem ser previstos circuitos terminais distintos para pontos de iluminação e para pontos de tomada. As cargas devem ser distribuídas entre as fases, de modo a obter-se o maior equilíbrio possível. Nota: Para facilitar a colocação dos condutores nos eletrodutos é comum utilizar a seção mínima para condutores de iluminação e tomadas de uso geral, ou seja, utilizar condutores com bitola de seção 1,5 mm2 para circuitos terminais de iluminação e condutores de seção 2,5 mm2 para circuito terminais de tomadas de uso geral. Com a utilização destes condutores limitamos a potência desses circuitos em até 3410 VA para circuitos de iluminação e até 4620 VA pra circuitos de tomadas de uso geral para uma tensão nominal de 220 V. 3 - Dimensionamento dos circuitos elétricos 3.1 – Dimensionamento dos condutores. Chamamos de dimensionamento técnico de um circuito a aplicação dos diversos itens na NBR 5410 relativos à escolha da seção do condutor e seu respectivo dispositivos de proteção.
Seção mínima; (conforme 6.2.6 NBR 5410).
Capacidade de condução de corrente; (conforme 6.2.5 NBR 5410).
Queda de tensão; (conforme 6.2.7 NBR 5410).
Sobrecarga; (conforme 5.3.3 NBR 5410).
Curto-circuito; (conforme 5.3.4 NBR 5410).
Contatos indiretos; (conforme 5.1.3 NBR 5410). 7 3.1.1 - Seção mínima A seção dos condutores de fase, em circuitos de corrente alternada, e dos condutores vivos, em circuitos de corrente contínua, não deve ser inferior ao valor pertinente dado na tabela 1. Tabela 1 – Seção mínima dos condutores. NBR 5410 – Tabela 47. 3.1.2 - Capacidades de condução de corrente Este tópico é destinado a garantir uma vida satisfatória a condutores e isolações submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação de correntes equivalentes às suas capacidades de condução de corrente durante períodos prolongados em serviço normal. Outras considerações intervêm na determinação da seção dos condutores, tais como a proteção contra choques elétricos, proteção contra efeitos térmicos, proteção contra sobrecorrentes, queda de tensão, bem como as temperaturas máximas admissíveis pelos terminais dos componentes da instalação aos quais os condutores são ligados. Em uma instalação elétrica, é necessário definir a maneira como os condutores serão instalados (em eletrodutos embutidos ou aparente, em canaletas ou bandejas, com cabos unipolares e multipolares, etc). 8 A maneira de instalar exerce certa influência no que se refere a capacidade de troca térmica entre os condutores e o ambiente, e em consequência, na sua capacidade de condução de corrente elétrica. Tabela 2 – Tipos de linhas elétricas. NBR 5410 – Tabela 33. 9 Corrente nominal do projeto É a corrente que os condutores de um circuito de distribuição ou circuito terminal deve suportar, levando-se em consideração as suas características nominais. Ip = Pn V . cos ϕ .n (1) em que: Ip = Corrente de Projeto, em Ampère (A). V = tensão nominal, em Volt (V). Pn = Potência Ativa, em Watt (W). cos φ= FP – Fator de Potência do equipamento. n = rendimento. Para circuitos trifásicos equilibrados. Ip = Pn 3.V . cos ϕ .n (2) Número de condutores carregados. Entende-se por condutores carregados aquele que são efetivamente percorridos pela corrente elétrica no funcionamento normal do circuito. Os condutores de fase e neutro são, neste caso, considerados condutores carregados. Tabela 3 – Número de condutores carregados a ser considerado em função do tipo de circuito. NBR 5410 –Tabela 46. 10 Seção de um condutor para uma temperatura ambiente de 30oC Tabela 4 – Capacidade de condução de corrente, em ampères. Condutores: cobre Isolação: PVC Temperatura no condutor: 70oC Temperatura de referência do ambiente: 30oC (ar), 20oC (solo). NBR 5410- Tabela 36. Tabela 5 – Capacidade de condução de corrente, em ampères. Condutores: cobre Isolação: EPR ou XLPE Temperatura no condutor: 70oC o Temperatura de referência do ambiente: 30 C (ar), 20oC (solo). NBR 5410 - Tabela 37. 11 Exemplo: 1. Dimensionar os condutores para um chuveiro, tendo como dados Pn=5400 W, V= 220V, cos φ=1, isolação de PVC, eletroduto de PVC embutido de alvenaria, temperatura ambiente 30oC. Solução: Pelo critério da capacidade de condução da corrente: a) tipo de isolação: PVC b) método de instalação: analisando a tabela 2 conclui-se que o método de instalação é: 7 – B1 Ip = S V e S= p cos ϕ (3) em que: Ip = Corrente de Projeto, em Ampère (A). S = Potência Aparente, em Volt-Ampère (VA). V = tensão nominal, em Volt (V). P = Potência Ativa, em Watt (W). cos φ= FP – Fator de Potência do equipamento. S= p 5400 = = 5400VA cos ϕ 1 (4) c) Cálculo da corrente de projeto Ip = S 5400 = = 24,5 A V 220 (5) d) número de condutores carregados: como a ligação do chuveiro é fase-neutro temos dois condutores carregados. e) escolha do condutor: consultando tabela 4, para dois condutores carregados e método de instalação é B1, obtemos um valor imediatamente superior a Ip: Pela tabela obtemos 32 A – seção dos condutores fase e neutro e proteção 4 mm2. 12 3.1.3 - Condutor neutro O condutor neutro não pode ser comum a mais de um circuito. Sendo o condutor neutro de um circuito monofásico deve ter a mesma seção do condutor de fase, desde que a seção dos condutores de fase não ultrapasse 25 mm2. Os valores para seção de condutores neutro são visualizados na tabela 6. Tabela 6 – Seção do condutor neutro. NBR 5410 - Tabela 48. 3.1.4 - Condutor de proteção Em alternativa ao método de cálculo, a seção do condutor de proteção pode ser determinada através da tabela 7. Quando a aplicação da tabela conduzir a seções não padronizadas, devem ser escolhidos condutores com a seção padronizada mais próxima. A tabela 7 é valida apenas se o condutor de proteção for constituído do mesmo metal que os condutores de fase. Tabela 7 – seção mínima do condutor de proteção. NBR 5410 – Tabela 58. 13 3.2 - Dimensionamento dos Disjuntores Termomagnéticos Segundo a norma NBR-5410, devem ser previstos dispositivos de proteção para interromper toda a corrente de sobrecarga nos condutores dos circuitos antes que esta possa provocar um aquecimento prejudicial à isolação, às ligações, aos terminais ou às vizinhanças das linhas. Um disjuntor é constituído pelo relé, com um órgão de disparo (disparador) e um órgão de corte (o interruptor) e dotado também de convenientes meios de extinção do arco elétrico (câmaras de extinção do arco elétrico). Como disjuntor mais vulgar fabrica-se o disjuntor magnetotérmico que possui um relé eletromagnético que protege contra curto – circuitos e um relé térmico, constituído por uma lâmina bimetálica, que protege contra sobrecargas. A figura abaixo mostra as zonas de operação de um disjuntor. Figura 1 – Curva característica de funcionamento de um disjuntor (catálogo Siemens). O disjuntor é um dispositivo que, além de poder comandar um circuito, isto é, ligá-lo e desligá-lo, mesmo com carga, desliga-o automaticamente, quando a corrente que circula ultrapassa um determinado valor, em razão de um curto-circuito ou de uma sobrecarga. 14 Figura 2 – Disjuntores termomagnéticos Siemens e Lorenzetti. Para que a proteção dos condutores contra sobrecargas fique assegurada, as características de atuação do dispositivo destinado a provê-la devem ser tais que: I b ≤ I n ≤ I z ; I 2 ≤ 1,45 xI z (6) Onde, Ib – corrente de projeto. In – corrente nominal do disjuntor. Iz - é a capacidade de condução de corrente dos condutores. I2 – corrente que assegura efetivamente a atuação do dispositivo de proteção; na prática, a corrente I2 é considerada a corrente convencional de atuação para disjuntores. Aplicações: Curva B: Para proteção de circuitos que alimentam cargas com características predominantemente resistivas ,como lâmpadas incandescentes, chuveiros , torneiras e aquecedores elétricos, além dos circuitos de tomadas de uso geral. Curva C: Para proteção de circuitos que alimentam especificamente cargas de natureza indutiva que apresentam picos de corrente no momento de ligação, com o micro-ondas, ar condicionado , motores para bombas, além de circuitos com cargas de características semelhantes a essas. Curva D: Para proteção de circuitos que alimentam cargas altamente indutivas que apresentam elevados picos de corrente no momento de ligação, como grandes motores , transformadores, além de circuitos com cargas de características semelhantes a essas. 15 Tabela 8 – Catálogo de Disjuntores Termomagnéticos GE. Tabela 9 – Catálogo de Disjuntores Termomagnéticos Siemens. 3.3 - Dimensionamento dos Dispositivos Diferencial Residual. São dispositivos que detectam a corrente diferencial-residual (DR) num circuito, e atuam desligando-o, quando essa corrente ultrapassa um valor prefixado. A corrente diferencial-residual é produzida, num circuito, por fuga para terra ou por falta, e pode ser entendida como a corrente medida por um amperímetro alicate, extremamente sensível, envolvendo todos os condutores vivos do circuito (fase e neutro, se existirem). Os dispositivos DR são destinados à proteção de pessoas contra choque elétrico O uso de dispositivos de proteção de corrente diferencial-residual com variação de corrente I∆n igual ou inferior a 30 mA é reconhecido como proteção adicional contra choques elétricos. 16 Interruptores residuais São dispositivos que só protegem contra choques (podem ligar e desligar circuitos manualmente, como um interruptor comum). A corrente nominal é o maior valor que pode circular continuamente pelo dispositivo e que pode ser interrompido sem danificar seus componentes internos. Dispositivo de proteção residual Consistem num disjuntor comum, com um “módulo DR” acoplado, que protege contra choques e contra sobrecarga. A corrente nominal é o maior valor que pode circular continuamente pelo dispositivo sem provocar seu desligamento automático, nem danificar seus componentes internos. A figura abaixo ilustra os tipos de ligações básicas de dispositivos de proteção residual. Figura 3 – Catálogo Siemens para colocação de dispositivo residual na residência. Siemens. Casos em que o uso de dispositivo diferencial-residual de alta sensibilidade como proteção adicional é obrigatório.
circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais contendo banheira ou chuveiro. 17
circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação;
circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior;
circuitos que, em locais de habitação, sirvam a pontos de utilização situados em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens;
circuitos que, em edificações não-residenciais, sirvam a pontos de tomada situados em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e, no geral, em áreas internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens. Para o dimensionamento do dispositivo diferencial-residual adotamos a seguinte procedimento. I dr ≥ I n (7) Onde, Idr – corrente nominal do dispositivo de proteção residual. In – corrente do disjuntor termomagnético. Tabela 10 – Catálogo de Dispositivo de proteção residual. Siemens. 18 3.4 - Dimensionamento do dispositivo de proteção Contra Surto (DPS). Este dispositivo protege diversos equipamentos dentro de residências, escritórios, salas comerciais, etc., tais como: equipamentos de áudio e vídeo, computadores, sistemas de alarme, alarme de incêndio, ar condicionado, servidores, entre outros equipamentos ligados na rede elétrica. A NBR 5410:2004 item 6.3.5, estabelece as prescrições para o uso e localização dos DPS. É um dispositivo de proteção contra - sobretensões transitórias (surtos de tensão) “anulando as descargas indiretas na rede elétrica causadas por descargas atmosféricas”. Nos casos em que for necessário o uso de DPS, como previsto na NBR 5410-04 no item 5.4.2.1.1, e nos casos em que esse uso for especificado, independentemente das considerações deste item, a disposição dos DPS deve respeitar os seguintes critérios: a) Quando o objetivo for a proteção contra sobretensões de origem atmosférica transmitidas pela linha externa de alimentação, bem como a proteção contra sobretensões de manobra, os DPS devem ser instalados junto ao ponto de entrada da linha na edificação ou no quadro de distribuição principal, localizado o mais próximo possível do ponto de entrada; ou b) Quando o objetivo for a proteção contra sobretensões provocadas por descargas atmosféricas diretas sobre a edificação ou em suas proximidades, os DPS devem ser instalados no ponto de entrada da linha na edificação. Os DPS devem atender à IEC 61643-1 e ser selecionados com base no mínimo nas seguintes características:  Nível de proteção,  Máxima tensão de operação contínua,  Suportabilidade a sobretensões temporárias,  Corrente nominal de descarga e/ou corrente de impulso;  Suportabilidade à corrente de curto- circuito. Além disso, quando utilizados em mais de um ponto da instalação (em cascata), os DPS devem ser selecionados levando-se em conta também sua coordenação. 19 Os DPS são divididos quanto a sua aplicação em três tipos, I, II e III, sendo dispostos ao longo da instalação, a partir da sua origem até o equipamento que se deseja proteger. Os DPS tipo I protegem toda a instalação contra os efeitos de uma descarga atmosférica direta na edificação, na rede de distribuição da concessionária ou no aterramento da instalação. Os DPS tipo II são colocados nos quadros de distribuição, para proteger os circuitos que se originam deste quadro contra as sobretensões residuais do DPS tipo I ou sobretensões induzidas na instalação causadas por descargas atmosféricas remotas. Os DPS tipo III têm a função de proteger os equipamentos eletrônicos contra sobretensões originadas dentro da própria instalação, causadas pela variação de tensão que se originam da partida de motores, acionamento de disjuntores ou outros tipos de comutação. As ligações dos DPS´s de acordo com a norma NBR 5410 são mostradas no fluxograma abaixo. Figura 4 – Esquema de conexão de DPS no ponto de entrada de energia ou no quadro de distribuição. NBR 5410. 20 Tabela 11 – Catálogo de Dispositivo de Proteção Contra Surtos. (catálogo Siemens). Seletividade de dispositivos de proteção contra surtos é mostrada na figura abaixo. Figura 5 - Seletividade de dispositivos de proteção contra surtos (catálogo Siemens). 21 4 – Cálculo de demanda O cálculo da demanda deve ser feito para a unidade consumidora atendida a quatro condutores, com carga instalada superior a 15kW (220/127V) ou 25kW (380/220V). Serve para determinar a categoria de fornecimento de cada unidade consumidora e do conjunto, e para o dimensionamento das entradas de serviço. Nota: A demanda mínima a ser considerada por unidade consumidora, quando calculada, deve ser: a) para 220/127V – 15 kVA; b) para 380/220V – 25 kVA. 4.1 - Método de cálculo A demanda para entrada de serviço individual ou agrupamento não pertencente a prédio de múltiplas unidades, deve ser calculada a partir da carga declarada, compatibilizada com as previsões mínimas do TABELA 13 do RIC, através da seguinte expressão: D(kVA) = (a+b+1,2c+d+e+f) (8) Onde. (a) = demanda de iluminação e tomadas, calculada conforme TABELA 13 – Anexo D RIC; (b) = demanda dos aparelhos para aquecimento (chuveiros, aquecedores, fornos, fogões, etc.), calculada conforme TABELA 15 – Anexo I - RIC; (c) = demanda dos aparelhos de condicionador de ar, tipo janela, calculada conforme TABELA 13, (unidade em kW) – Anexo E - RIC; (d) = demanda das unidades centrais de condicionadores de ar, calculadas a partir das respectivas correntes máximas totais (valores a serem fornecidos pelos fabricantes), considerando o fator de demanda de 100% - Anexo F - RIC; (e) = demanda dos motores elétricos e máquinas de solda a motor, calculada conforme TABELA 14 – Anexo G - RIC ; (f) = demanda das máquinas de solda a transformador, aparelhos de eletrogalvanização e de raio X – Anexo H - RIC. 22 Tabela 12 – Fatores de demanda para condicionadores de ar tipo janela instalados em residências/apartamentos. RIC 2011 - Anexo E - RIC; Tabela 13 – Fatores de demanda para iluminação e tomadas de uso geral. RIC 2011- Anexo D-RIC. Tabela 14 - Cargas individuais dos motores e fatores de demanda para motores. RIC 2011- Anexo G-RIC. 23 Tabela 15 - Fatores de demanda para aparelhos de aquecimento resistivos. RIC 2011 Anexo I-RIC. Tabela 16 – Dimensionamento entrada de serviço. RIC 2011- Anexo J - RIC. EXEMPLO DE CÁLCULO DE DEMANDA: Carga instalada - Iluminação e tomadas = 8.600W - Aparelhos de aquecimento 2 chuveiros de 7500, e uma torneira elétrica de 5500 = 20.500W - Ar condicionado = 2.000W Total = 31.100W Como a carga instalada é superior a 25 KW (rede 380/220V) é necessário o cálculo da demanda para determinar o tipo de consumidor. - Iluminação e tomadas = 8.600x0, 35= 3.010VA. - Chuveiros = 15.000x0, 75 = 16.750VA - Torneira = 5500x1 = 5500VA - Ar condicionado = 2.000x1x1, 2 = 2.400VA 24 Demanda calculada = 22.160 VA - conforme tabela do tabela 16 RIC-BT. Consumidor tipo C14 Condutores do ramal de entrada #10,00mm2. Disjuntor termomagnético 3X40A Condutor de proteção. #10,00 mm2 Condutor de aterramento. #10,00 mm2 Eletrodutos ramal de entrada PVC: Φ 32mm Eletrodutos ramal aterramento proteção PVC: Φ 20mm 4.2 - Método de cálculo para prédios de múltiplas unidades Em prédios de múltiplas unidades residenciais, para dimensionamento da demanda e entrada de serviço, conforme TABELA 16 – Anexo J, deve-se utilizar a seguinte metodologia: a) Toma-se a demanda individual de cada apartamento em função de sua área, conforme TABELA 17 – anexo T - RIC. No caso de unidades consumidoras com medidas diferentes, utilizar a média aritmética das mesmas; b) Toma-se o Fator de Diversidade, em função do número de apartamentos do edifício, conforme TABELA 18 – Anexo U - RIC; c) Multiplicam-se os valores obtidos em "a" e "b". Este produto deve ser multiplicado por 1,20 (fator de crescimento vegetativo), para aumento de cargas futuras; d) Ao valor do produto obtido em “c“ acrescenta-se a demanda dos serviços de condomínio, calculada conforme item 7.2.1, obtendo-se a demanda total. e) No dimensionamento do circuito de distribuição, exclusivamente residencial, admitese a utilização do fator de diversidade 0,75 sobre o somatório das demandas individuais. 25 Tabela 17 – Cálculo da demando dos apartamentos em função da área. RIC 2011 – Anexo T - RIC. 26 Tabela 18 – Fatores de diversividade de carga em função do número de apartamentos no prédio de múltiplas unidades consumidoras. RIC 2011 – Anexo U - RIC. 4.2.1 - Exemplo de demanda de um prédio Prédio com 24 apartamentos. Atendidos na tensão de 220/127V. Área construída por apartamento 74m2 Área construída destinada ao serviço (condomínio) 140m2 Um único agrupamento de medidores. 1 - Cargas instaladas 1.1 - Carga instalada por apartamento: iluminação e tomadas 2 chuveiros de 5.000W 1 condicionador de ar 1kW = = = 3.400W 10.000W 1.000W Total = 14.400W Como 14,40 < 25kW, não é necessário calcular a demanda. 27 1.2 - Carga instalada de serviço (condomínio): iluminação e tomadas 2 elevadores 10cv 2 bombas de 5cv (1 de reserva) Total = = 8.400W = 14.720W = 3.680W 26.800W Como 26,80 > 25kW, deve ser calculada a demanda. 1.3 - Carga instalada total do prédio: 24 Apto. x 3.400 W 24 Apto. x (2 x 5.000 W) 24 Apto. x 1 kW serviço 8.400 W + 18.400 W Total = = 81.600W = 240.000W = 24.000W = 21.800W 372.400W 2 - Cálculo das demandas 2.1 - Demanda dos apartamentos - Iluminação e tomadas: 24 Apto. fator de diversidade 19,86 Conforme TABELA 18 Área de 74m² demanda 1,65kVA Conforme TABELA 17 d = 1,65 x 19,86 = 32,77kVA d = 32,77kVA 2.2 - Demanda do serviço - Iluminação e tomadas: Conforme TABELA 13 a = 8.400 x 0,31 = 2,6kVA a = 2,6kVA - Motores: Conforme TABELA 14 e = (1x5,4 + 2x9,2) x 0,8 e = (5,4 +18,4) x 0,8 = 19,04kVA e = 19,04kVA Demanda total do serviço D(kVA) = a + e D(kVA) = 2,6 + 19,04 = 26,23kVA D = 26,23kVA 28 3 - Demanda total do prédio D(kVA) = (demanda dos Aptos. x 1,2 + demanda do Serviço) D(kVA) = (32,77x1,2) + 26,23 = 65,55 D(kVA) = 65,55 kVA 5 – Compatibilização com o RIC O Regulamento de instalações consumidoras (RIC) estabelece critérios mínimos de carga instalada que o projeto do consumidor deve ter. A partir da comparação com o valor projetado podemos ver se a instalação esta dentro da norma. Para iluminação e tomadas de uso geral adotamos a tabela abaixo. Aparelhos de aquecimento, motores é considerado 100 % do valor projetado. Tabela 19 – Carga mínima e fatores de demanda para iluminação e tomadas. RIC 2011 – Anexo D. Para ar-condicionado é adotado: a) residências individuais: 1kW; b) unidades consumidoras residenciais de entradas coletivas (ver Nota 2): 1kW/unidade consumidora com até 40m² de área construída, 1,5kW/unidade consumidora com área entre 40 e 50m² e 2kW/unidade consumidora com área superior a 50m²; c) salas e escritórios: 1kW/15m² de área construída quando não for prevista refrigeração central. 29 d) lojas e semelhantes: 3kW/unidade consumidora com até 30m² de área construída e 5kW/unidade consumidora com área construída superior a 30m2 EXEMPLO 1: residência com 180m2 de área construída. 1 - Carga instalada Iluminação e tomadas = 10.000W 2 chuveiros de 5.000W = 10.000W 1 motor de 1/2cv = 368W Total = 20.368W 2 - Compatibilização da carga instalada com as previsões mínimas 2.1 Iluminações e tomadas: Conforme TABELA 19 30W/m2 x 180m2 = 5.400W Como 5.400W < 10.000W, adotar 10.000W de iluminação e tomadas. Adotada = 10.000W 2.2 - Aparelhos de aquecimento: carga instalada = 2 x 5.000W = 10.000W Adotada = 10.000W 2.3 - Condicionador de ar tipo janela: mínimo previsto = 1kW Adotada = 1kW 2.4 - Motores: carga instalada = 1/2cv Adotada = 1/2cv 30 Capítulos 6 – Componentes das redes de eletrodutos 6.1 – Eletrodutos Introdução Os eletrodutos podem ser de tubos de metal ou plástico, rígido ou flexível, tendo como finalidade de conter os condutores elétricos e protegê-los da umidade, ácidos, gases ou choques mecânicos. Uma observação importante é no cuidado com mangueiras fabricadas em polietileno ou em material reciclado, pois elas não estão de acordo com a NBR-5410 porque propagam fogo. Os tipos de eletrodutos e o seus traçados irão depender das técnicas construtivas adotadas, pois o eletroduto pode ser embutido dentro laje e também pode estar embutido dentro de uma alvenaria de tijolo comum, dentro de uma alvenaria com blocos concretos ou dentro de uma parede de gesso a cartonado (drywall). E dependendo do critério do projetista o eletroduto também pode estar aparente. Os eletrodutos metálicos rígidos, podem ser utilizados em instalações aparentes. Já os eletrodutos em PVC flexíveis são utilizados em instalações embutidas. Mas cuidado, nem todo eletroduto flexível pode ser embutido em concreto. Para embutir em concreto armado, o eletroduto deve possuir uma grande resistência mecânica para resistir ao trânsito de pessoas durante a concretagem e resistência à temperatura de serviço dos condutores (superiores a 40º C). Os eletrodutos são componentes de uma instalação elétrica que têm as funções de: • Propiciar aos condutores proteção mecânica. • Propicias ao condutores proteção contra ataques do meio ambiente, sobretudo contra corrosão ou ataques químicos oriundos de ações da atmosfera ou agentes agressivos dispersos no meio ambiente (sais, ácidos, gases, óleos etc.) • Fornecer ao meio uma proteção contra os perigos de incêndio resultantes de eventuais superaquecimentos dos condutores ou arcos elétricos. 31 6.2 - Tipos de Eletrodutos Tipos de eletrodutos:
Quanto ao material o Não metálicos: PVC, plástico com fibras de vidro, polipropileno, polietileno de alta densidade. o Metálicos: aço carbono galvanizado ou esmaltado, alumínio e flexíveis de cobre espiralado.
Quanto à flexibilidade o Rígidos o Flexíveis
Quanto à forma de conexão o Roscáveis o Soldáveis
Quanto à espessura da parede o Leve o Semipesado o Pesado 6.2.1 – Eletroduto rígido metálico Figura 6 – Eletroduto rígido metálico. [cortesia tigre]. Os eletrodutos metálicos rígidos são geralmente de aço-carbono, com proteção interna e externa feita com materiais resistentes à corrosão. A proteção dos eletrodutos de aço carbono é realizada através de revestimento de zinco, ou ainda através de revestimento com tinta ou esmalte. 32 Tubo de aço dobrável ou ferro galvanizado. Com ou sem costura longitudinal. Pintado interna e externamente com esmalte de cor preta. Fabricado com diferentes diâmetros e espessuras de parede. Adquirido em vara de 3 metros e dotado de rosca externa nas extremidades. Comprimento da rosca igual à metade do comprimento da luva. Obs.: Não utilizar em ambientes com umidade excessiva e corrosivos. Tabela 20 – Eletroduto Rígido de Aço-Carbono sem Costura (NBR5597). 6.2.2 – Eletroduto rígido plástico (PVC) Figura 7 – Eletroduto rígido Plástico PVC. [cortesia tigre]. Fabricados com derivados de petróleo, possuindo diferentes diâmetros e espessuras, não sofrem corrosão. São vendidos em barras de 3,0 m, em que as emendas podem ser feitas com roscas (luvas) ou soldadas (cola).Os eletrodutos isolantes rígidos são fabricados em PVC, polietileno de alta densidade. Os eletrodutos de PVC Rígido são utilizados em linhas aparentes ou embutidas ou, em linhas subterrâneas envelopados em concreto. Estes eletrodutos podem ser roscáveis e soldáveis, com duas espessuras de paredes (Classe A e Classe B). Figura 8 – Eletroduto rígido Plástico PVC. [cortesia tigre]. 33 Características
Tubo de plástico dobrável.
Sem costura longitudinal.
Dotado de rosca externa na extremidade. (a)
Fabricado com diferentes diâmetros e espessuras de parede.
Adquirido em vara de 3 metros.
Comprimento da rosca igual à metade do comprimento da luva. Função e aplicação Proteção mecânica para fios e cabos em instalações elétricas embutidas de baixa tensão, onde a solicitação dos esforços mecânicos durante a concretagem é elevada. Para obras prediais, comerciais e industriais. Também pode ser aplicado nas entradas de padrões residenciais. Benefícios
Facilidade de Instalação: eletrodutos mais leves que os metálicos;
Durabilidade e Resistência: Alta resistência mecânica; Não são afetados pelas substâncias que constituem o concreto e a argamassa; Imunes a elementos nocivos do solo; Não oxidam, mesmo quando expostos a ambientes agressivos; Reforço nas bordas das caixas de luz para evitar o empenamento da peça;
Segurança: Produtos anti-chama (não propagam chama), e resistência a deformação, atendendo aos requisitos da norma; Atende a nova Norma NBR 15465 Características técnicas
Itens da linha fabricados de PVC anti-chama;
Cor preta;
Diâmetros (Bitolas): ½”, ¾”, 1”, 1¼”, 1½”, 2”, 2½”, 3", 4” (polegadas);
Tubos fornecidos em barras de 3m, com rosca nas duas extremidades; 34 Tabela 21 – Eletroduto Rígido de PVC Tipo Roscável (NBR 6150). 6.2.3 – Eletrodutos flexíveis 6.2.3.1 – Eletrodutos metálicos flexíveis Formado por uma cinta de aço galvanizada, enrolado em espirais, proporcionando resistência e flexibilidade. São vendidos em rolos de até 100 m. Obs.: Utilizados em instalações expostas, principalmente motores, devido a vibrações. Figura 9 – Eletroduto metálico flexível. 6.2.3.2 – Eletrodutos PVC flexíveis (conduítes) Estes eletrodutos não podem ser utilizados nas partes externas das edificações, em localizações perigosas e não podem também serem expostos à chuva ou ao sol. Devem constituir trechos contínuos e não devem ser emendados. Necessitam ser firmemente fixados por braçadeiras. Em geral, são empregados em instalações elétricas de baixa tensão e na instalação de motores ou de outros aparelhos sujeitos à vibração ou que tenham necessidade de ser deslocados em pequenos percursos. Também são utilizados em ligações de diversos quadros. Para a sua fixação, usa-se o box reto ou curvo. São encontrados em diversos diâmetros, expressos em polegadas (1/2”, 3/4”, 1”) e vendidos a metro. Proteção mecânica para instalações elétricas de baixa tensão, 35 executadas em alvenaria com recobrimento de argamassa. Para obras residenciais, comerciais e industriais. Figura 10 – Eletroduto flexível Plástico PVC. [cortesia tigre]. Benefícios • Facilidade de Instalação: a geometria especial do eletroduto de PVC flexível permite curvá-lo para realizar mudanças de direção, dispensando conexões, sem comprometer o diâmetro nominal interno; baixo coeficiente de atrito do eletroduto facilita a introdução e passagem dos cabos elétricos; leveza por ser fabricado de PVC; • Economia: reduz custos de mão-de-obra e prazos de execução das instalações, pela flexibilidade e comprimento das bobinas, dispensando conexões; • Durabilidade e Resistência: têm elevada resistência química e contra a corrosão, ideais em regiões litorâneas ou agressivas; ideal para uso embutido em paredes, suportando carga de até 320 N / 5 cm; • Segurança: produto anti-chama (não propagam chama); atende a nova Norma NBR 15465. Características técnicas • Itens da linha fabricados de PVC Anti-chama; • Cor amarela; • Eletrodutos com perfil corrugado flexível; • Diâmetros: 16, 20 , 25 e 32mm; • Eletrodutos fornecidos em bobinas com 50m (diâmetros de 16, 20 e 25mm) e com 25m (diâmetro de 32mm); • Resistência diametral dos eletrodutos: carga até 320 N / 5 cm; 36 Figura 11 – Dimensões do Eletroduto flexível Plástico PVC. [catálogo tigre]. 6.2.4 – Eletrodutos flexíveis (conduítes) reforçado Figura 12 - Eletroduto flexível reforçado Plástico PVC. [catálogo tigre]. Função e aplicação Proteção mecânica para instalações elétricas de baixa tensão embutidas em lajes de concreto. Para uso em construções prediais, comerciais e industriais, novas ou reformas, onde a solicitação de esforços mecânicos durante a concretagem de lajes ou pisos é elevada. Benefícios • Segurança: não propagam chama, trazendo segurança e confiabilidade aos usuários; • Fácil de instalar: mesmo sendo reforçado, mantém suas características de flexibilidade; baixo coeficiente de atrito do eletroduto, facilitando a introdução e passagem dos cabos elétricos, reduzindo custos de mão-de-obra e prazos de execução das instalações. • Durabilidade e Resistência: elevada resistência química e contra a corrosão, por serem feitos de PVC. ideal para uso em lajes, tendo resistência suficiente para agüentar os esforços de esmagamento do eletroduto no 37 processo de concretagem (colocação de concreto na laje), e a movimentação intensa de pessoas e carrinhos-de-mão no andamento de uma obra; Características técnicas • Fabricados de PVC anti-chama; • Cor laranja; • Eletrodutos com perfil corrugado flexível; • Diâmetros: 20, 25, 32 mm; • Geometria corrugada e espessura de parede reforçada, que resultam em elevada resistência diametral; • Eletrodutos fornecidos em bobinas com 50m (diâmetros de 20 e 25mm) e com 25m (diâmetro de 32mm); • Resistência diametral dos eletrodutos: carga até 750 N / 5 cm; 6.2.5 – Comparação entre os eletrodutos. A tabela abaixo ilustra os diferentes tipos de eletrodutos e suas respectivas aplicações. Pode-se salientar que o eletroduto corrugado simples é adequado somente para paredes sendo o resto dos eletrodutos, o corrugado reforçado e o eletroduto de PVC preto é adequado tanto para parede como para lajes. Já para instalações subterrâneas somente é adequado o eletroduto de PVC preto. As cores dos eletrodutos flexíveis da tigre é identificado o grau de resistência: amarela - leve esforço mecânico (320 N/5 cm); laranja - médio esforço mecânico (750 N/5 cm); e preta - pesado/alto esforço mecânico (1.250 N/5 cm). Tabela 21 – Comparação de eletrodutos Tigre (catálogo Tigre). 38 A tabela abaixo ilustra a bitola de referência para os variados tipos de eletrodutos. Tabela 22 – Comparação de bitolas de eletrodutos (Instalações elétricas - Cervelin). 6.3 - Especificações e normas Para determinar a seção mínima de um eletroduto, necessário para acomodar um dado número de condutores, sejam eles de mesma seção ou não, a NBR 5410 fixa algumas regras básicas. A norma limita, além da ocupação, o comprimento e o número de curvas por trecho. Tendo em vista a necessidade de instalar e retirar com facilidade os condutores, sem afetar a sua integridade.
Os trechos contínuos de tubulação, sem interposição de caixas ou equipamentos, não devem exceder 15 m de comprimento para linhas internas às edificações e 30 m para as linhas em áreas externas às edificações, se os trechos forem retilíneos.
Se os trechos incluírem curvas, o limite de 15 m e o de 30 m devem ser reduzidos em 3 m para cada curva de 90°. Exemplo: Assim, por exemplo, um trecho com três curvas de 90o deve ter um comprimento máximo de 15 – (3X3) = 6m.
A máxima porcentagem de área útil do eletroduto ocupada pelos condutores é de 53% no caso de um condutor, de 31 % no caso de dois condutores e de 40 % para três ou mais condutores. 39 Figura 13 - Taxa de ocupação dos eletrodutos. [Manual Prysmian].
Quando a tubulação passar por área inacessível, onde não possam ser instaladas caixas, a distância, a distância máxima entre duas caixas pode ser aumentada, desde que se aumente a seção do eletroduto.
É vedado o uso, como eletroduto, de produtos que não sejam expressamente apresentados e comercializados como tal. NOTA: Esta proibição inclui, por exemplo, produtos caracterizados por seus fabricantes como “mangueiras”.
Em eletrodutos só devem ser instalados condutores isolados, cabos unipolares e cabos multipolares. Admite-se a utilização de condutor nú em eletroduto isolante exclusivo, quando tal condutor destinar-se a aterramento.
Só podem ser colocados, num mesmo eletroduto, condutores de circuitos diferentes quando estes se originarem do mesmo quadro de distribuição.
Nas instalações elétricas abrangidas por esta só são admitidos eletrodutos que não propagam chama.
Só são admitidos em instalação embutida os eletrodutos que suportem os esforços de deformação característicos da técnica construtiva utilizada.
Em qualquer situação, os eletrodutos devem suportar as solicitações mecânicas, químicas, elétricas e térmicas a que forem submetidos nas condições da instalação. Devem ser empregadas caixas:
Em todos os pontos da tubulação onde houver entrada ou saída de condutores.
Em todos os pontos de emenda ou de derivação de condutores;
Sempre que for necessário segmentar a tubulação;
A localização das caixas deve ser de modo a garantir que elas sejam facilmente acessíveis.
Elas devem ser providas de tampas ou, caso alojem interruptores, tomadas de corrente e congêneres fechadas com os espelhos que completam a instalação desses dispositivos. As caixas de saída para alimentação de equipamentos podem ser fechadas com as placas destinadas à fixação desses equipamentos. 40
Os condutores devem formar trechos contínuos entre as caixas, não se admitindo emendas e derivações senão no interior das caixas. Condutores emendados ou cuja isolação tenha sido danificada e recomposta com fita isolante ou outro material não devem ser enfiados em eletrodutos.
Na montagem das linhas a serem embutidas em concreto armado, os eletrodutos devem ser dispostos de modo a evitar sua deformação durante a concretagem.
As caixas, bem como as bocas dos eletrodutos, devem ser fechadas com vedações apropriadas que impeçam a entrada de argamassas ou nata de concreto durante a concretagem.
Os eletrodutos só devem ser cortados perpendicularmente a seu eixo. Deve ser retirada toda rebarba suscetível de danificar a isolação dos condutores.
A enfiação dos condutores só deve ser iniciada depois que a montagem dos eletrodutos for concluída, não restar nenhum serviço de construção suscetível de danificá-los e a linha for submetida a uma limpeza completa.
Para facilitar a enfiação dos condutores, podem ser utilizados:
Guias de puxamento; e/ou
Talco, parafina ou outros lubrificantes que não prejudiquem a isolação dos condutores. NOTA: Os guias de puxamento só devem ser introduzidos após finalizadas as tubulações, e não durante sua execução. 6.4 - Simbologia Eletroduto embutido na laje Eletroduto embutido parede na Eletroduto embutido no piso Figura 14 - Simbologia para eletrodutos. [Manual Prysmian]. 41 6.4 - Caixas de passagem Ela tem como a função de abrigar equipamentos, emenda de condutores, colocarem limite no comprimento nos trechos de tubulações. As caixas de ligação devem ser colocadas em lugares de fácil acesso e ser fechadas com tampa. As caixas que tiver interruptores, tomadas de corrente e congênere têm que ser fechadas por espelhos que completam a instalação desses dispositivos. As caixas de saída para a alimentação de equipamentos devem ser à prova de explosão. Condutores devem forma trechos contínuos entre as caixas de derivação; emendas e derivações tem que ser colocado dentro das caixas. As caixas de passagem servem prioritariamente, ao encontro dos fios com outros fios, ou com interruptores e tomadas. Permitem instalar a fiação e subdividi-la em partes menores, facilitando a instalação e o reparo destes fios quando necessário. Exemplos de caixas de passagem Caixas para embutir nas paredes, onde serão fixados interruptores ou tomadas, ou ambos. Figura 15 - Caixas de derivação 4X2 e 4X4. [catálogo tigre]. Caixa de embutir no teto, por onde passaram os condutores para o resto da residência e onde deverá ser fixado o spot ou lustre. Figura 16 - Caixas de derivação octogonal. [catálogo tigre]. 6.5 - Traçado de eletrodutos Feita a divisão de cargas em circuitos terminais e a distribuição dos pontos de luz, das tomadas de uso geral, das tomadas de uso específico e do quadro de distribuição, precisamos pensar no traçado dos eletrodutos. 42 Orientações para o traçado dos eletrodutos. Para o traçado dos eletrodutos seguimos as recomendações abaixo: Passo 1. O traçado dos eletrodutos começa do Quadro de Distribuição, que será chamado de QD daqui por diante. Passo 2. A partir do QD devemos interligar os pontos de luz no teto abrangendo todos os ambientes da edificação, procurando manter os menores percursos possíveis e evitando que as tubulações se cruzem. Passo 3. Ligar os pontos de luz no teto aos pontos de tomada e interruptores. Passo 4. Quando parede possuir mais de um ponto elétrico, chegar com o eletrodutos na caixa que estiver mais alta e a partir dela interligar com as outras. Passo 5. Apesar das caixas dos pontos de luz no teto serem octogonais, devemos evitar ligar mais de 6 eletrodutos a ela. Essa restrição de número de eletrodutos também existe para caixas 4x2 e 4x4, em que, não se deve ligar mais que 4 eletrodutos por caixa apesar delas possuírem mais entradas/saídas. Passo 6. Deve-se também limitar o número de circuitos por eletroduto. Deve-se passar no máximo 8 condutores por eletroduto. Mais de oito condutores os eletrodutos com certeza vão ter um diâmetro elevado e também a temperatura de trabalho será maior, diminuindo a eficiência dos condutores. Figura 17 - Exemplos de traçado de eletrodutos. [Manual Prysmian]. 43 6.6 - Dimensionamentos de eletrodutos Roteiro para o dimensionamento de eletrodutos: a) Determina-se a seção total ocupada pelos condutores b) Determina-se o diâmetro externo nominal do eletroduto(mm) consultando as tabelas dos fabricantes de eletrodutos. c) Caso os condutores instalados em um mesmo eletroduto sejam do mesmo tipo e tenham seções nominais iguais, pode-se eliminar os itens “a” e “b”, encontrando-se o diâmetro externo nominal do eletroduto em função da quantidade e seção dos condutores diretamente por tabelas especificas. Tabela 23 – Dimensões Totais dos condutores Isolados (Instalações elétricas - Cervelin). Os fios são feitos de um único e espesso filamento, e por isso são rígidos. Os cabos são feitos por diversos filamentos finos, o que lhes dá maleabilidade e facilita sua colocação dentro dos eletrodutos. Tabela 24 – Eletrodutos de PVC Rígido Roscável (Instalações elétricas - Cervelin). 44 Dimensionar o trecho de eletroduto de PVC rígido roscável, na qual deverão ser instalados os seguintes circuitos; Circuito 1: 2#4 mm2 T 4mm2 Circuito 2: 3#6 mm2 (6 mm2 ) T 6mm2 Circuito 3: #2,5 mm2 (2,5mm2) Solução: A – seção total ocupada pelos condutores: pela tabela 23 tiramos os valores das áreas ocupadas pelos condutores. #2,5 mm2: 9,1 mm2: #4 mm2: 11,9 mm2: #6 mm2: 15,2 mm2: Área total: 2.9,1+3.11,9+5.15,2 Área total = 129,9 mm2. B –diâmetro do eletroduto Entrando com o valor de 129,9 mm2 na tabela 24, na coluna de 40%, teremos o eletroduto de PVC de diâmetro 25 mm. Figura 18 - Exemplo de cálculo de diâmetro de eletrodutos. [Instalações elétrica - Cervelin]. Exemplo se os eletrodutos são de mesma seção: Dimensionar o trecho de eletroduto de PVC rígido roscável, na qual deverão ser instalados os seguintes circuitos; Circuito 1: 2#2,5 mm2 T 2,5mm2 Circuito 2: 3#2,5 mm2 (2,5 mm2 ) T 2,5 mm2 Circuito 3: #2,5 mm2 (2,5mm2) Serão 10 condutores com seção de 2,5 mm2. Analisando a tabela 25 observa-se que o diâmetro estipulado é de 25 mm. 45 Tabela 25 – Eletrodutos de PVC Rígido Roscável (Instalações elétricas –Cervelin) 6.7. - Simbologia dos condutores para os diagramas elétricos A simbologia a ser atotada para representação de fase, retorno, neutro e proteção esta ilustrado na figura abaixo. Figura 19 - Simbologia adotada para os diagramas elétricos. [Manual Prysmian]. Sendo que para as determinações das cores destes condutores é adotado: • Condutor de proteção: Verde / Verde-amarelo • Condutor de neutro: Azul-claro • Condutor de fase: Qualquer cor fora as delimitadas acima (sugestão: Vermelho – Preto). • Condutor de retorno: Amarelo 46 6.8 - Esquemas elétricos e representações Os diagramas elétricos para representações na planta elétrica é mostrado no anexo A. No anexo a temos os diagramas unifilares e multifilares de:
Ligação de interruptores de iluminação:  Uma seção  Paralelo  Intermediário
Ligação de tomadas de corrente
Ligação de sensor de presença
Ligação de fotocélula
Ligação de minuteria Na representação da planta cada retorno deve ser representando com a letra correspondente do ponto de iluminação. Cada circuito individual deve ser representando com o número de circuito feito na divisão de circuitos. O diagrama deve chegar até o último ponto de tomada. Nota: Utiliza-se somente um condutor de proteção por eletroduto. Figura 20 - Representação dos diagramas elétricos na planta. 47 Referências Bibliográficas: [1] A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) – NBR 5410. [2] Instalações Elétricas Prediais, Geraldo Cavalin e Severino Cervelin – décima quarta edição, 2011. [3] Regulamento de Instalações consumidoras, 2011. [4] Projetos de instalações elétricas predias, Domingos Leite Lima Filho – décima primeira edição. 2010. [5] Catálogo Siemens. [6] Catálogo Tigre. [7] Catálogo Pirelli. [8] Manual de projetos elétricos Prysmian. 48 Anexo A - Condutores – Fio e Cabos É através dos condutores elétricos que a corrente elétrica circula, dissipando uma quantidade de calor (efeito Joule). Esse efeito, apesar de não poder ser evitado, pode ser minimizado através da escolha correta do tipo e bitola do condutor. Fabricados com materiais condutores, entre os quais os mais utilizados são o cobre e o alumínio. Cada um desses materiais apresentam vantagens e desvantagens em sua utilização. Atualmente o condutor de cobre é o mais utilizado nas instalações elétricas residenciais, comerciais e industriais, e o condutor de alumínio é mais empregado em linhas de transmissão pôr ser mais leves, gerando maior economia estrutural. (http://www.joinville.ifsc.edu.br/~danny/danny/PEL/Apostila_Projeto_Instala%C3%A7 %C3%B5es_%20El%C3%A9tricas_Parte%20III.pdf). Existem várias alternativas para a construção de condutores de cobre ou alumínio. As construções são escolhidas em função de suas características ou da tecnologia disponível, podendo interferir no desempenho final do produto onde foi empregado. Examinaremos a seguir as mais usuais em relação ao cobre. Estas classificações podem ser encontradas na NBR 6880 (catálogo Pirelli). Redondo sólido: classificado pela norma como classe 1, este condutor é constituído por um único fio. Muito utilizado no passado, sua aplicação está cada vez mais reduzida devido a sua baixa flexibilidade, dificultando a instalação e aumentando a probabilidade de ocorrência de defeitos superficiais. Nos últimos anos, tem sido substituído pêlos cabos flexíveis. Sua construção limitada às seções menores (até 16 mm2) Redondo normal: este condutor é classificado como classe 2, também conhecido como condutor semirrígido. Constitui-se de um fio longitudinal, em torno do qual são colocadas, em forma de espiral, uma ou mais coroas de fios de mesmo diâmetro do fio central. Este condutor tem número fixo de fios (7, 19, 37, 61, etc.), que possibilitam uma distribuição bem definida. Muito usado no passado em condutores de todas as classes de tensão, atualmente está sendo substituído nos cabos de baixa tensão por condutores flexíveis. É utilizado em instalações elétricas industriais e prediais, que exigem seções acima de 10 mm2 e pode ser singelo ou múltiplo com qualquer tipo de isolação. 49 Redondo compacto: este condutor também é classificado como classe dois. Apresenta menor diâmetro externo do que o condutor redondo normal devido à "compactação" que o condutor sofre após ser encordoado. Esse processo reduz a quantidade de vazios entre os fios, sendo este tipo de condutor o mais recomendado para cabos de média e alta tensão, com seção de 10 a 500 mm2. Flexível e extra-flexível: estão, classificados como classe 4, 5 e 6. São condutores formados por vários fios encordoados de forma helicoidal. Os condutores classe 5 são os mais adequados para instalações de baixa tensão, sendo atualmente os condutores mais utilizados. Já a classe 4 foi eliminada da IEC (referência da ABNT para elaboração das normas NBR) e deverá ser eliminada da NBR. Assim, a Pirelli tem adotado como condutor flexível nas suas linhas tradicionais (Pirastic flex, Sintenax flex e Eprotenax G7) a formação classe 5 como padrão. Em uma instalação, o condutor flexível apresenta grande vantagem principalmente no manuseio, na puxada pêlos eletrodutos e nas montagens em eletrocalhas reduzindo a possibilidade de ocorrência de defeitos superficiais. O condutor flexível também reduz o tempo de instalação e conseqüentemente o custo da mesma. A categoria classe 6 apresenta condutores extremamente flexíveis para uso principalmente nas aplicações especiais em equipamentos de uso móvel. A NBR-6880 estabelece, para condutores de cobre, seis classes de encordoamento, numeradas de 1 a 6 com graus crescentes de flexibilidade, sendo: Por exemplo: para um condutor de 10 mm2, temos:
Classe 1: redondo sólido – 1 único condutor;
Classe 2: redondo normal e redondo compacto – Sete fios não compactados ou seis fios compactados.
Classe 5: flexível e extra flexível – mínimo de 72 fios; 50 A diferença entre um fio e um cabo é a flexibilidade Os fios são feitos de um único e espesso filamento, e por isso são rígidos. Os cabos são feitos por diversos filamentos finos, o que lhes dá maleabilidade e facilita sua colocação dentro dos eletrodutos. Devem ser usados os fios e cabos de cobre de alta condutividade, tipo anti-chamas, com revestimento termoplástico e nível de isolamento para 750 V e 1000 v, salvo indicação em contrario do projeto executivo de elétrica. Cada fio ou cabo deve conter as seguintes informações gravadas de forma continua bitola, isolação, temperatura, nome do fabricante. Basicamente as características elétricas (capacidade de condução de corrente, resistência da isolação, etc.) dos cabos flexíveis são as mesmas dos fios rígidos. A grande diferença é que os cabos flexíveis são melhores para a instalação devido ao fácil manuseio. Aplicação Como condutores de eletricidade, protegidos em eletrodutos, destinados à distribuição de luz, força motriz, aquecimento, sinalização e campainha. Em instalações fixas, embutidas ou aparentes. Vida Útil Um sistema bem feito dura em média 20 anos, mas 10 anos já é um bom período para se fazer uma revisão: Verificar a fiação, os soquetes, os interruptores e tomadas tanto nos fios e cabos como também, nos dispositivos de proteção, como disjuntores e fusíveis. Um soquete com problemas rouba energia da lâmpada e um interruptor com algum fio solto ou com mau contato pode causar um curto circuito. A fiação A escolha da bitola do fio ideal para cada circuito deve levar em contas as cargas associadas a cada circuito. As bitolas mínimas recomendadas são de 1,5mm² para iluminação e 2,5mm² para tomadas de uso geral (TUGs). Cabo é melhor que fio? A única diferença que existe é a flexibilidade a corrente é praticamente a mesma, ou seja, um fio 1,5mm², um cabo 1,5mm², ou um cabo flexível 1,5mm², possuem a 51 mesma capacidade de condução de corrente. Resumindo, a capacidade de corrente é a mesma para as mesmas seções nominais, independentemente da classe do condutor. O que vai definir a classe a ser utilizada é aplicação e/ou a preferência do projetista ou instalador. Ao adquirir este tipo de material, não avalie apenas o preço, a qualidade da matéria prima é muito importante como; Na compra de qualquer produto, desconfie dos preços baixo demais pesquise mais. Seja qual for a marca e o tipo de material utilizado (fio ou cabo) utilize os produtos que tenham suas identificações claras como seção, temperatura, tensão de isolamento, nº da norma que especifica as características técnica referidas para este cabo. Circuitos específicos, como chuveiros, torneiras elétricas, equipamentos acima de 1800 watts devem ter a potencia do equipamento calculado para cada circuito, e determinar a bitola dos fios incluindo também o fio terra para sua proteção. Preferencialmente toda fiação devera estar embutidas em eletrodutos ou eletrocalhas para evitar contatos e acidentes (http://www.fazfacil.com.br) (http://redeseletricas.wordpress.com). . Figura 21 - Ilustração de colocação de condutores em eletrodutos (Manual Prysmian). Tipos de isolação (NBR 5410) Para a proteção do condutor contra choques mecânicos, umidade e elementos corrosivos, é utilizada uma capa de material isolante denominada isolação, que tem como principal propriedade a separação entre os diversos condutores. A camada 52 isolante deve suportar a diferença de potencial entre os condutores e terra e às temperaturas elevadas. Alguns condutores possuem duas camadas de materiais diferentes, nesse caso, a camada interna (isolação) é constituída por um composto com propriedades de proteção elétricas, e a externa (cobertura) é constituída por um material com características de proteção mecânicas elevadas. No Brasil, os compostos isolantes mais utilizados na fabricação de condutores elétricos são o PVC e o EPR. O cloreto de polivinila (PVC) é, na realidade, uma mistura de cloreto de polivilina puro (resina sintética) com plastificante, cargas e estabilizantes. A rigidez dielétrica é relativamente elevada, porém apresenta perdas dielétricas também elevadas, principalmente em tensões superiores a 10 kV. Com isso, o emprego de cabos isolados com PVC fica limitado, no máximo, Á tensão de 6 kV utilizados em baixa tensão. A resistência do PVC a agentes químicos e à agua é relativamente alta. Além disso, possui boa característica de não propagação de chama – gerando, no entanto uma considerável quantidade de fumaça e de gases tóxicos e corrosivos quando submetidos ao fogo. Já a borracha de etileno-propileno (EPR), por se tratar de uma mistura reticulada quimicamente, possui excelente resistência ao envelhecimento térmico. Apresenta também ótima flexibilidade, mesmo em baixas temperaturas, e rigidez dielétrica elevada, com baixas perdas dielétricas, o que possibilita seu emprego em alta tensão, usualmente até 138 kV utilizados em média e alta tensão. Quando formulada adequadamente a borracha EPR possui boa resistência à agua e aos agentes químicos em geral. Seu bom desempenho em relação ao envelhecimento térmico permite a aplicação de altas densidades de correntes. Abaixo é mostrada uma tabela com pontos fracos e fortes dos materiais isolantes. E na outra tabela a uma relação de temperaturas de funcionamento. Tabela 26 – Características de isolação dos condutores. (catálogo Pirelli). 53 Tabela 27 – Temperatura de funcionamento de condutores. 54 Anexo B - Diagramas elétricos para ligação da iluminação Ligação interruptor uma seção Esquema Unifilar Figura 22 - Esquema Unifilar de uma ligação de interruptor uma seção. [Instalações elétrica Cervelin]. Esquema Multifilar Figura 23 - Esquema Multifilar de uma ligação de interruptor de uma seção. [Manual Prysmian]. 55 Lâmpada comandada por interruptor paralelo Esquema Unifilar Figura 24 - Esquema Unifilar de uma ligação de interruptor paralelo. [Instalações elétrica Cervelin]. Esquema Multifilar Figura 25 - Esquema Multifilar de uma ligação de interruptor paralelo. [Manual Prysmian]. 56 Lâmpada comandada por three-way e four-way Esquema Unifilar Figura 26 - Esquema Unifilar de uma ligação de interruptor intermediário. [Instalações elétrica Cervelin]. Esquema Multifilar Figura 27 - Esquema Multifilar de uma ligação de interruptor intermediário. [Manual Prysmian]. 57 Diagramas elétricos para ligação das tomadas Figura 28 - Esquema Multifilar de uma ligação de tomadas de uso geral. [Legrand] 58 Figura 29 - Esquema Unifilar de uma ligação de tomadas de uso geral. Sensor de presença O interruptor automático de presença é um interruptor estanque, articulável, equipado com um sensor infravermelho que capta a radiação de calor em movimento (pessoas, animais, automóveis, etc.), dentro do seu campo de detecção (http://e-m-i-tec.blogspot.com). Ele possui duas regulagens: uma, que permite variar o tempo em que as lâmpadas permanecem acesas de 10seg a 10min; outra tem modelos que permitem inibir seu funcionamento durante o dia, através da célula fotoelétrica nele existente. Tem por finalidade comandar automaticamente a iluminação de ambientes onde não é necessário manter as lâmpadas permanentemente acesas. É econômico, pois evita gasto desnecessário de energia, mantendo as luzes apagadas quando não houver presença física no ambiente. É aplicado nas habitações: em iluminação da parte externa, de hall social, de antessalas, escadas, etc.; nas lojas: em iluminação de vitrines; nos estacionamentos: em iluminação de áreas externas e internas; nos edifícios: em iluminação de salas, escadas, recepções, etc., ou até de andares inteiros. A sua instalação deve ser feita a uma altura aproximada de 2,5m do piso, de maneira que a movimentação de pessoas, veículos, animais, etc. sejam preferencialmente na transversal, cortando o maior número de raios possíveis, como se pode ver na ilustração a seguir. 59 Figura 30 – Vistas da instalação do sensor de presença (apostila SENAI). Alguns cuidados na instalação devem ser observados, tais como:
Instalar em local protegido, evitando fontes de calor, exposição aos raios solares, à chuva, ao vento, à poeira e sobre suportes móveis ou vibrantes;
Não deixar vidro interposto entre a fonte de calor e o produto, pois isso impede detecção de movimento;
Respeitar a capacidade máxima do aparelho e verificar se a tensão da rede é igual à dele;
Quando necessário, limpar cuidadosamente o visor com um pano umedecido em álcool ou água. Algumas Especificações Gerais:
Tensão de operação: 90 v a 240 v
Potência: 300/500 w
Área de detecção: 120º
Campo de detecção: R = 6m
Temporização: 15seg, 40seg, 2min ou 5min 60 Figura 31 – Vistas da instalação do sensor de presença (manual Finder). Figura 32 – Vistas da instalação do sensor de presença. (manual Finder). Figura 33 – Vistas da instalação do sensor de presença. (manual Finder). 61 Instalação de fotocélula O relé fotoelétrico, também chamado de fotocélula, é um dispositivo de controle que possui a função de acender e apagar uma única lâmpada, ou circuito de iluminação, ligada automaticamente quando o ambiente em está com baixo nível de luz desejado e desligada automaticamente quando o ambiente está com nível de luz suficiente (http://www.osetoreletrico.com.br). A aplicação do relé fotoelétrico é no acionamento automático da iluminação pública, áreas externas em condomínios e residências, outdoors, letreiros e fachadas, luminosos, etc. Existem diferentes tipos de relés fotoelétricos, por exemplo, relés para montagem em poste, relés para montagem diretamente sobre a luminária controlada. Também se apresentam ao mercado relés com diferentes tensões de alimentação e ajuste de sensibilidade, onde é possível definir o nível de sensibilidade da iluminação para a atuação do relé. A fotocélula (relé fotoelétrico) tem função analógica à do interruptor automático por presença. Enquanto este capta a radiação de calor em movimento, a fotocélula tem em sensor sensível à luz. Controla automaticamente lâmpadas e motores, ligando-os ao anoitecer e desligando-os ao amanhecer. O relé fotoelétrico para comando automático de iluminação externa
Utiliza a variação da luminosidade de ambiente para comutação;
Possui retardo automático incorporado;
Aplica-se em iluminação pública, industrial, comercial, residencial, etc.;
Atende às normas da NEMA, ANSI, e ABNT. Figura 34 – fotocélula. 62 Figura 35 – Esquema Multifilar da ligação da fotocélula (manual Finder). Figura 36 - Esquema Unifilar ligação fotocélula. Minuteria A minuteria é um dispositivo elétrico que permite manter acesas, por um período definido de tempo, as lâmpadas de ambientes como: corredores de andares, garagens etc. Esse sistema pode ser instalado nas versões coletivas ou individuais. Ao acionar os botões de comando da minuteria, o modelo coletivo liga as lâmpadas de alguns (ou todos) os andares ao mesmo tempo. No modo individual, cada lâmpada recebe um comando separado e são ligadas individualmente. Características
Economia de energia elétrica: as lâmpadas permanecerão ligadas somente quando necessárias.
Aciona quando desejado e desliga automaticamente. O acionamento pode ser feito através de um ou mais pulsadores.
Bivolt automático (127 v e 220 v). 63
Resiste à chuva e umidade.
Ligar conforme o esquema constante no corpo do produto. Caso seja ligada incorretamente, a minuteria poderá ser danificada.
A bitola dos cabos deve ser compatível com a corrente das lâmpadas utilizadas.
As lâmpadas utilizadas devem ter a mesma tensão da rede elétrica Figura 37 - Esquema Multifilar da minuteria (Finder). Figura 38 - Esquema Multifilar da minuteria. 64