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Instalações Elétricas

Desde a primeira edição até a décima quinta do livro, foi preocupação constante do autor mantê-lo atualizado em face dos avanços tecnológicos na área e das modificações das normas técnicas - base fundamental para um livro com ênfase na aplicação da teoria à prática. Para tanto, nesta décima quinta edição levou-se a efeito uma revisão e atualização em todos os capítulos, além de uma mudança na seqüência da apresentação dos assuntos em prol de uma melhor adequação do livro aos usos didático, informativo e técnico. Nesse sentido, a adaptação às normas da ABNT, principalmente às Normas NBR 5410, edição 2004, e NBR 5419, edição 2005, merecem especial atenção. Espera-se, portanto, que esta obra atenda às expectativas daqueles que venham a utilizá-la com a finalidade de aprender, projetar, instalar ou com objetivos didáticos, visando ao ensino deste tema vasto e dinâmico. Enfim, Instalações Elétricas continua como sempre foi: atualizada e inovadora, imprescindível para os profissionais da área.

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", FOTO,I'EOFlOCSWA:..OOt;RUZ :·:\RY:~~.~~':: :T,::r.:'.-:' DESDE A PRIMEIRAf:DICA~JiESTE Instalar;oes EJetricas,ha:'m~\S:&e'trirtt<:l . anos, tern side preoc~paQ~~¢onstanted6 . autor rnante-lo atualizadoem"fa6edos avances na area e.dasrTlodifica90es das -norrnas tecnlcas nas quaisolivrt;> . necessariamente tern que sebasefi'r> Nesta 14~ edicao, fo; feitaUfnarev'isao em regra de todos os capftulos, notadarnente os seguintes: Capitulo 3, (jisjuntores Elm. caixa moldada para correntesnommaisde 5 a 100 A e protecao contra 'correntes de curto-circuito; Capitulo 4, novas tabelas extraidas da NBR 5410-Ed. 1997f98; Capitulo 5, novas tabelas para 0 dimensionamento de i1umina9ao pelo rnetodo dos lumens; Capitulo 7, transmlssao por fibra otica: Capitulo 9, novas tabelas sobre instatacao de capacitores; Capitulo 10, tabelas de nevos equipamentos para instalacoes; Anexo D; tubulacao teletonica em ediffcios, com-as tabelas usadas pelos instaladores. Temos certeza de que, com isso, 0 leitor continuara a dispor de urn instrumento de . trabalho e de estudo util e insubstituivel. Do autor: • lnstslecoes Htareuuces e Sanitarias • Instalar;i5es de Ar Condicionado • Manual do Instalador Eletricista ISBN 85-216-1232-X DC L1VROS TECNICOS ECIENTiFICOS EDITORA S.A. ',;:<",'\,,".' -;-;-:- ,':. :i:>~:'~-:', - - - ---,I ~.,~_.,,:,,~~\C':~_", -'.~ -i:~;;:~'" " - .",'...; . ~.. : '.:·,:t.~i"r.:;';'~!:·:; - i.: N _.:.,;~,_-;'-LL(:'-,--'.:.:-!.' '~'.'~';:;:" ~~'"-.',, I INSTAlACOES ElETRICAS 14.a edicao , HELlO CREDER Engenheiro-Eletricista - IME MSc em Engenharia Mecanica - UFRJ Revisao lse Roberto Pires de Camargo (\1. ~ Saraiva Lnrraria Ru.l~gUSl(l_ 2813. sp .Ttl,: 1(1Jclllll282-94IS· Fille 8Bl·2471 EdI"l(IOMl:nCI\IenTlt'D'"O. Lojil2Ble-reo·~· TeL 1010<61/323-4 115 Fax: . Professor do Departamento de ria Eletrica - Instituto Militar de Engenharia/IME 323-5137 . RuaJoAo CilChoeira652·51'· Tevf""': (O:uIIJ 3845-870 Rw Mana Antonia 328· sp. Tel/Fax: \0:ul1! 257·3066 Ruii5cledeSel'erTbO. 280. Rede. Td.·IOlcI8IJ 231-6013 .rec 222..q9S8 "f-::t~~~a1. 4'14• Ribeir<'loPrelo-Tl.'l..: 1Cl.'vl161635-2842· IhJ.lSele dc5etembdeJlbnl6'5 - 5P - Tel/F:_·" '.'_.'. :';_:J·Y.·- _·'.i~:t<~_'.-.-- Pretaclo it 14.a edicao Nesta 14."edicao, foram feitas uma revisao geral e uma atualizacao de todos os capitulos. Par, tal, contamos com a dedicada colaboracao e a competencia de Jose Roberto Pires de Camargo engenheiro e professor do 1MB, da cadeira de Instalacoes Eletricas. Nosso intuito foi tomar livro mais atual em face das inovacoes tecnol6gicas. Por isso, foram introduzidos novos assunto de interesse, bem como foram realizadas aheracoes de forma a atender as prescricoes da Norm que regula as instalacoes eletricas (NBR - 5410, Edicao 1997-98). Esperando que estas modificacoes atendam as expectativas e aos interesses dos professo res, alunos e instaladores, receberemos com 0 maior prazer crfticas e sugestoes para que est edicao encontre sempre a me1hor receptividade possivel e continue cumprindo seu papeJ. o AutOT ~ Prefacio a 1.a edicao Nortearam 0 proposito de escrever este livro os interesses em contribuir para a divulgacao de informes sobre urn assunto tecnico, carente de fontes em nosso idioma e, mais ainda, de fa­ cilitar as tarefas de profess ores e alunos, aqueles, convictos no afa de transmitir conhecimen­ tos, estes, avidos em recebe-los. Com os militantes nos diversos campos de Engenharia, quer como projetistas, quer como executantes, espero que este manual coopere de algum modo, pois efato conhecido que a ener­ gia eletrica deve estar sempre presente em toda atividade tecnica, na preparacao de canteiros de trabalho, em oficinas ou no andamento de obras de qualquer natureza. Nao foi minha intencao trazer conhecimentos novos sobre 0 assunto e, sim, compilar e coor­ denar ensinamentos oriundos das diversas fontes citadas na Bibliografia, adicionados a alguma experiencia profissional. Como 0 objetivo principal deste livro e a execu, ~-:~-: ':':',/_". ,~~-;~(:;'~.;~( Lista de abreviaturas SHEE NEC GE ABNT HCAP CBL PC NEMA IES Standard Handbook for Electrical Engineers National Electric Code General Electric S.A. Associacao Brasileira de Norrnas Tecnicas Fios e Cabos Plasticos do Brasil S.A. Cia. Brasileira de Lampadas Previa Consulta National Electric Manufacturating Associatic Ilumination Engineering Society Sumario 1. INTRODU<;AO As INSTALA<;OES ELETRICAS DE LUZ E FOR<;A EM BAIXA TENSAO, 1 I.I Generalidades, 1 1.2 Producao, 1 1.3 Transmissao, 6 1.4 Distribuicao, 7 Resumo,13 Exercfcios de Revisao, 13 2. CONCEITOS BAsICOS NECESsARIOS AOS PROJETOSE A EXECU<;AO DAS INSTALA<;OES ELETRICAS, 14 2.1 Preliminares, 14 2.2 Composicao da Materia, 16 2.3 Corpos Bons Condutores e Corpos Maus Condutores, 16 2.4 Carga Eletrica, 17 2.5 Corrente Eletrica, 17 2.6 Nocoes de Magnetismo e Campo Magnetico, 19 2.7 Forca Eletromotriz (f.e.m.), 23 2.7.1 Geracao de f.e.m., 24 2.8 lnducao Eletromagnetica, 24 2.9 Diferenca de Potencial ou Tensao, 26 2.10 Resistencias Eletricas - Lei de Ohm, 26 2.1 1 Potencia e Energia Eletrica, 27 2.12 Medidores de Potencia, 29 2.12.1 Medidores de Energia, 30 2.12.2 Economia de Energia Eletrica, 32 2.12.3 Calculo Matematico da Energia, 33 2.13 Corrente Continua e Corrente Altemada, 35 2.14 Circuitos Serie R-L-C, 37 2.14.1 Ondas Senoidais, 37 2.14.2 Circuito R, 38 2.14.3 Circuito L, 39 2.14.4 Circuito C, 40 2.15 Circuitos Monofasicos e Trifasicos, 43 2.15.1 Fator de Potencia, 44 2.16 Circuitos ParaIelos, 46 2.17 Circuito Misto, 48 2.18 Ligacao em Triangulo e em Estrela, 49 2.18.1 Ligacao em Triangulo ou Delta, 50 2.18.2 Ligacao em Estrela, 51 2.19 Leis de Kirchhoff, 53 2.20 Correntes e Tensfies em Regime Transit6rio, 54 2.20.1 Circuito R-L, 54 2.20.2 Circuito R-C, 54 l - , '_-. ~". "., .~ :·~~_s' ;'~.:'~4t '"r~' .. I:_~'" -~ -"_.~" r- xiv Sumario Surnario xv 4.2.4 Condutores, 144 4.2.5 Dispositivo de Protecao, 144 4.2.6 lndependencia dos Componentes, 144 4.3 Selecao e lnstalacao das Linhas Eletricas, 144 4.3.1 Influencias Externas, 145 4.3.2 Identificacao, 145 4.3.3 Uso de Condutores de Aluminio, 145 4.3.4 Agrupamento de Circuitos, 145 4.3.5 Capacidade de Conducao de Correntes, 152 4.3.6 Esguemas de Condutores Vivos (Ref. NBR-5410 - Edicao 1997/98), 152 4.4 Dispositivos de Protecao, Seccionamento e Comando, 164 4.4.1 Prescricoes Comuns, 164 4.4.2 Dispositivos de Protecao contra contatos Indiretos, 164 4.4.2.1 Dispositivos de Protecao Contra Sobrecorrentes, 164 4.5 Dispositivos de Protecao it Corrente Diferencial-residual (Dispositivo DR) (Item 5.1.2.5 da NBR-541O-Edic;ao 1997/98),164 4.5.1 Condic;5es Gerais da Instalacao, 164 4.5.2 Selecao dos Eguipamentos DR de Acordo com 0 Seu Modo de Funcionamento, 165 4.6 Dispositivos de Protecjio contra Sobrecorrentes, 165 4.6.1 Disposic;5esGerais, 165 4.6.2 Selecao dos Dispositivos de Protecao contra Sobrecarga, 166 4.6.3 Selecao dos.Dispositivos de Protecao contra Curtos-circuitos, 166 4.7 Dispositivos de Protecao contra Sobretens5es, 167 4.7.1 Nivel de Protecao Efetivo, 167 4.7.2 Instalacao dos Limitadores de Sobretensao, 167 4.7.3 Ligacao it Terra, 167 4.7.4 Condutores de Ligacao do Limitador, 167 4.7.5 Coordenacao com Para-raios, 167 4.7.6 Dispositivos de Protecao contra Quedas e Faitas de Tensao, 168 4.7.7 Coordenacao entre os Dispositivos de Protecao, 168 4.7.8 Assoclacao entre Dispositivos de Protecao it Corrente Diferencial-residual e Dispositivos de Protecao contra Sobrecorrentes, 168 4.8 Dispositivos de Seccionamento e Comando, 168 4.8.1 Generalidades, 168 4.8.2 Dispositivos de Seccionamento, 168 4.9 Dispositivos de Seccionamento para Manutencgo Mecanica, 169 4.10 Dispositivos de Seccionamento de Emergencia (lncluindo Parada de Emergencia), 169 4.10.1 Dispositivos de Comando Funcional, 170 4.11 Aterramento e Condutores de Protecao, 170 4.11.1 Ligacdes it Terra, 170 4.11.1.1 Aterramento, 170 4.11.1.2 Eletrodos de Aterramento, 171 4.11.2 Condutores de Aterramento, 171 4.11.2.1 Terminal de Aterramento Principal, 171 4.11.2.2 Condutores de Protecao, 172 4.11.2.3 Tipos de Condutores de Protecao, 173 4.11.2.4 Aterramento por Razoes de Protecao, 173 4.11.2.5 Aterramento por Raz5es Funcionais, 174 4.11.2.6 Aterramento por Raz5es Combinadas de Protecao e Funcionais, 174 4.11.2.7 Condutores de Egiiipotencialidades, 174 2.20.3 Constante de Tempo, 56 2.20.4 Circuito R-L-C - Resposta Natural- Sistemas de 2.' Ordem, 57 2.21 Circuitos de Corrente Alternada em Regime Permanente, 63 2.21.1 Valores Medics e Valores Eficazes, 63 2.21.2 Valor Medio, 64 2.21.3 Valor Eficaz (rms), 65 2.21.4 Instrumentos de Medida, 66 2.21.5 Aplicacao do Valor rms, 67 2.21.6 Ressonancia, 68 Resumo,69 Exercicios de Revisao, 69 3. PROJETOS DAS INSTALA<;:OES ELETRICAS, 71 3.1 Sfrnbolos Utilizados, 71 3.2 Cargas dos Pontos de Utilizacao, 71 3.3 Iluminacao e Tomadas, 71 3.3.1 Generalidades,71 3.3.2 Iluminac;ao,74 3.3.3 Tomadas de Uso Geral, 74 3.3.4 Tornadas de Uso Especifico, 75 3.4 Divisao das Instalacoes, 75 3.5 Condutores Utilizados, 76 3.6 Quedas de Tensao Adrnissfveis, 77 3.7 Dimensionamento dos Condutores pela Queda de Tensao Admissivel, 78 3.7.1 Dimensionamento de Condutores pelo Criterio da Capacidade de Corrente (Ampacidade), 80 3.8 Fator de Demanda, 81 3.9 Fator de Diversidade, 82 3.10 Sistemas de Aterramento, 83 3.11 Dispositivos de Protecao dos Circuitos, 87 3.11.1 Chaves de Faca corn Porta-fusiveis, 87 3.11.2 Disjuntores em Caixa Moldada para Correntes Nominais de 5 a 100 A (Resumo do catalogo Unic da Pial-Legrand reproduzido com autorizacao), 89 3.11.3 Protecao contra Corrente de Sobrecarga (Norma NBR-541O),90 3.11.4 Protecao contra Correntes de Curto-circuito, 91 3.11.5 Coordenacao e Seletividade da Protecao, 94 3.11.6 Os Dispositivos Diferencial-residuais (DR), 96 3.11.6.1 Aplicacao dos Dispositivos DR (Item 5.1.3.1.5 da NBR-5410, Ed. 1997/98),98 3.11.6.2 Observacoes Complementares, 99 3.11.7 Aterramento (ver Item 4.11),101 3.11.7.1 Eletrodos de Aterramento, 102 3.11.7.2 Condutores Utilizados no Aterramento de Protecao, 104 3.11.8 Tensoes, 107 3.12 Dispositivos de Comando dos Circuitos, 110 3.12.1 Interruptores, 110 3.12.2 Minuteria, 112 3.12.3 Contactores e Chaves Magneticas, 113 3.12.4 Controles com Intertravamento, 115 3.12.4.1 Instalacoes de Ar Condicionado Central, I J5 3.12.4.2 Instalacoes Supervisoras do Funcionamento de Eguipamentos Criticos, 120 3.12.5 ControleMasrerSwirch 124 3.12.6 Controle da Intensidade'Luminosa de Lampadas, 125 3.12.6.1 lluminacao Incandescente, 125 3.12.6.2 Iluminacao Fluorescente, 127 Resumo,128 Exercfcios de Revisao, 128 5. LUMINOTECNICA,I77 5.1 Lampadas e Lurninarias, 177 5.1.1 Larnpadas Incandescentes, 177 5.1.2 Larnpadas de Descargas, 177 5.2 lIuminac;ao Incandescente, 178 5.2.1 Bases das Lampadas, 179 5.2.2 Lilmpadas Quartzo-Halogenas (Dicr6icas), 179 5.2.3 Caracterfsticas das Lampadas Dicr6icas (GE), 180 5.3 Iluminacao Fluorescente, 180 5.3.1 Eguipamento Auxiliar, 180 4. PROTE<';AO, SECCIONAMENTO E COMANDO DOS CIRCUITOS DA NBR-5410 - EDI<;:AO 1997/98, 130 4.1 Prescric;5es Gerais dos Dispositivos de Protecao, 130 4.2 Selecao e Instalac;ao dos Componentes, 143 4.2.1 Prescricoes Comuns a todos os Componentes da Instalacao, 143 4.2.2 Conformidade com as Normas, 143 4.2.3 Condicoes de Service, 143 i Surnario xvii Sumario 6.1.2.5 Alimentacao de Pequenos Motores nos Circuitos de Luz, 239 Circuitos Alimentadores, 240 6.1.3.1 Dimensionamento pela Capacidade de Corrente, 240 6.1.3.2 Dimensionamento pela Queda de Tensao, 241 6.1.3.3 Protecao dos Circuitos Alimentadores contra Curtos-circuitos, 242 6.1.4 Circuitos dos Ramais, 243 6.104.1 Dimensionamento pela Capacidade de Corrente, 243 6.1.4.2 Dimensionamento pela Queda de Tensao, 243 6.1.4.3 Protecao dos Ramais contra Curtos-circuitos, 243 6.1.5 Protecao contra a Sobrecarga e Curto-circuito dos Motores, 244 6.1.6 Protecao dos Motores contra Sobrecargas, 244 6.1.7 Dispositivos de Seccionamento e Controle dos Motores, 245 6.1.8 Partida de Motores, 245 6.1.9 Potencia Necessaria de urn Motor, 250 6.1.10 Regras Praticas para a Escolha de urn Motor,-252 6.1.11 Controle da Velocidade dos Motores de lnducao e de Corrente Continua, 256 6.2 Instalacoes de Seguranca (ou de Substituicao), 260 6.2.1 Exemplo de uma Instalacao de Seguranca, 265 6.3 Exemplo de Instalacao de Grupos de Ernergencia para urn Grande Ediffcio Comercial, 270 Resumo, 271 Exercicios de Revisao, 274 5.3.2 Funcionamento, 182 5.3.3 Diagramas de Ligacao de Lampadas Fluorescentes, 184 5.304 Diagramas de Ligacao de Lampadas de Descarga, 185 5.3.5 Lampadas PL, 186 5.3.6 Lampadas Fluorescentes Circline ®, 186 ,A Iluminacao a Vapor de Mercurio, 186 504.1 Equipamento Auxiliar, 187 5.4.2 Funcionamento, 187 5.4.3 Partida da Lampada a Vapor de Mercurio, 188 50404 Caracteristicas das Llimpadas VM, 189 ;.5 Outros Tipos de Iluminacao, 189 5.5.1 Iluminacao a Vapor de S6dio de Alta Pressao, 189 5.5.2 Ilurninacao a Vapor Metalico, 189 5.5.3 llumina~ao a Luz Misra, 189 5.6 Comparacao entre os Diversos Tipos de Larnpadas, 189 5.6.1 Caracteristicas de Opera~ao, 191 5.7 Grandezas e Fundamentos da Luminorecnica, 192 5.7.1 Luz, 192 5.7.2 Cor, 193 5.7.3 Intensidade Luminosa - Candela (cd), 193 5.704 Fluxo Luminoso - Lumen (1m), 193 5.7.5 Ilurninancia - Lux (Ix), 193 5.7.6 Luminancia - cd/m' ou nit, 195 5.7.7 Quantidade de Luz -Im/s, 195 5.7.8 Emitancia Luminosa -Im/m" 195 5.7.9 Eficiencia Luminosa -lmIW, 195 5.7.10 Curva de Distribuicae Lurninosa, 195 5.8 Metodos de Calculo de lluminacao, 195 5.9 Metodo dos Lumens, 195 5.9.1 Selecao da Iluminancia, 195 . 5.9.2 Escolha da Luminaria, 198 5.9.3 Deternrina~ao do fndice do Local, 198 5.904 Determinacao do Coeficiente de Utilizacao, 198 5.9.5 Deternrina~ao do Fator de Deprecia~ao, 198 5.9.6 Fluxo Total e Niimero de Luminarias, 199 5.9.7 Deterrninacao da Refletancia Aproximada de Superficies (GE - Dados Essenciais para Calculo de 6.1.3 7. CIRCUITOS DE SINALIZA<;:Ao, 275 7.1 Transmissao por Fibra Otica, 275 7.1.1 Introducao, 275 7.1.2 Constituicao da Fibra Otica, 275 7.1.3 Principios de Fisica (Otica), 276 7.1.3.1 Reflexao da Luz, 276 7.1.3.2 Refracao da Luz, 277 7.104 Luz Polarizada, 279 7.1.5 Caracterfsticas da Fibra Otica, 279 7.1.6 Exemplo de Propagacao de Luz numa Fibra Otica, 280 7.1.7 Exemplo de urn Sistema mais Completo Utilizando 0 Principio da Fibra Otica, 281 7.2 Sistema contra Roubo em Residencias, 281 7.3 Sistema de B6ias em Reservat6rios, 283 7 A Comandos por Sistema Infravermelho, 283 7.5 Comando da Iluminacao por Celulas Fotoeletricas, 285 Resumo, 287 Iluminacao), 204 5.10 Metodo das Cavidades Zonais, 205 5.11 Metodo de Ponto por Ponto, 222 5.11.1 Fonte Puntiforme, 223 5.11.2 Fonte Linear Infinita, 223 5.11.3 Fonte Superficial de Area Infinita, 223 5.1104 Feixe Paralelo de Luz, 224 5.12Ilumina~ao de Ruas - Regras Praticas, 227 5.12.1 Curvas de Isolux, 227 5.12.2 Nivel Medic de Iluminamento na Rua e na Cal~ada, 228 Resumo, 230 Exercicios de Revisao, 230 8. INSTALAr;OES DE pARA-RAIOS PREDAIS (REF. NORMA NBR-54 I9/93), 288 8.1 Generalidades sobre os Raios, 288 8.1.1 Formacao de Cargas, 288 8.1.2 Formacao dos Raios, 288 8.2 Avaliacao dos Niveis de Protecao, 289 8.2.1 Generalidades, 289 8.2.2 Frequencia Admissivel de Danos, 290 8.2.3 Avaliacao da Area de Protecao, 290 8.3 Principais Metodos de Protecao, 291 8.3.1 Metodo Eletrogeometrico, 291 8.3.1.1 Volume de Protecao de urn Captor Vertical com h < R, 292 8.3.1.2 Volume de Protecao de urn Captor Vertical com h > R, 293 8.3.2 Metodo de Franklin, 293 8.3.3 Metodo de Faraday, 294 8.304 Proximidade do SPDA com Outras Instalacoes, 294 804 Partes Constituintes de uma Instalacao de Para-raios Tipo Franklin, 295 804.1 Ponta ou Captador, 296 804.2 Haste Metalica, 297 804.3 lsolador, 298 804.4 Bracadeira, 298 804.5 Cabo de Descida ou Escoamento, 298 804.6 Protetor contra Acoes Mecanicas, 299 INSTALA<;:OES PARA FOR<;:A MOTRIZ (ITEM 6.5.3 DA NBR-54 I0 -EDIr;AO 1997/98),231 6.1 lnstalacoes de Motores, 231 6.1.1 Generalidades, 231 6.1.1.1 Classificacao dos Motores, 232 6.1.1.2 Aplicacao dos Motores, 232 6.1.1.3 Identificacao dos Motores, 234 6.1.1.4 Ligacao dos Motores, 235 6.1.2 Esquemas Tfpicos para Instalacao de Motores, 237 6.1.2.1 Alimentacao Linear Comum, 237 6.1.2.2 Alimentacso Radial Individual, 238 6.1.2.3 Alimentacao Linear com Ramais Curtos, 238 6.1.204 Alimentacao Linear sem Ramal de Motor, 239 ~ h.". '-.-.~~;:,.':" ­ _"'._,"-'; ;c!',' j ';.;.- •••• ,,~ .""-'.-. ~.,,:, -,' I • :.:. ,"',.~,- ..,j.'.';'-~};,--' :- . ,.--- Sumario xviii Sumario 10.L22 Medicao da Corrente de Falta para a Terra, 357 IO.L23 Medicao da lmpedancia do Caminho de Falta (Anexo E da NBR -Ed. 1997/98),357 10.L24 Polaridade, 357 10.1.25 EnsaiosFuncionais, 357 10.L26 Manutencao Preventiva, 357 10.1.27 Manutencao Corretiva, 357 10.2 Escolha dos Condutores Segundo Dados dos Fabricantes e de Acordo com a NBR-5410, 357 Resumo,364 8.4.7 Eletrodo de Terra, 299 8.5 Melhoria da Resistencia do Eletrodo de Terra, 300 8.6 Medicao da Resistencia de Terra, 300 8.6.1 Emprego do "Megger Earth Tester", 300 8.6.2 Metodo Indicado pela NBR-54IO/97/98 - Anexo D, 304 Resume, 305 9. MELHORAMENTO DO FATOR DE POTENCIA E INSTALA<;:AO DE CAPACITORES, 306 9.1 Generalidades, 306 9.2 Fundamentos Teoricos, 306 9.3 Significado do Fator de Potencia, 307 9.4 Fator de Potencia de uma lnstalacao com Diversas Cargas, 309 9.5 Melhoramento do Fator de Potencia, 311 9.6 Geradores de Potencia Reativa, 314 9.7 Medi,ao do Fator de Potencia, 314 9.8 Localizacao dos Capacitores, 315 9.9 Limitacoes no Emprego de Capacitores. 316 9.10 Esquema de Ligacoes de Capacitores com Motores de Inducao Formando uma Unidade, 316 9.11 Liberacao da Capacidade do Sistema, 316 9.12 Liga<;ao de Capacitores, 317 9.13 Capacidade de Corrente dos Condutores, 317 9.14 Protecao dos Capacitores (Prescricae do NEe), 319 9.14.1 Chave Separadora, 319 9.14.2 Dispositivos de Descarga, 320 9.14.3 Lil;a,ao 11 Terra, 320 9.15 Formulas Uteis na Aplicacao dos Capacitores, 320 9.16 Dados para os Projetos, 320 Resumo, 322 Exercicios de Revisao, 322 II. ENTRADA DE ENERGIA ELETRICA NOS PREDIOS EM BAIXA TENSAo, 365 11.1 Disposicoes Gerais do Fomecimento em BT para Algumas Concessionarias, 365 11.1.1 Tensoes de Fornecimento, 365 II. L2 Limite das Ligacoes em BT, 365 11.1.3 Condicoes Essenciais, 365 I Ll.4 Tipos de Atendimento, 365 11.L5 Conservacao do Material, 365 I L L6 Padroes da Concession aria, 366 11.1.7 Casos Nao Previstos, 366 11.2 Execucao das Instalacoes, 366 11.2.1 Ramal, 366 11.2.1.1 Ramal Aereo, 366 11.2.1.2 Ramal Subterraneo, 372 1L2.2 Protecao, 373 11.2.3 Dimensionamento das Entradas Individuais Monofasicas e Bifasicas (2 ou 3 Fios), Residenciais, 374 11.2.4 Dimensionamento das Entradas Coletivas, 376 11.2.5 Ruas Particulares e Vilas, 377 11.2.6 Caixa Terminal, 377 11.2.7 Caixa Seccionadora, 380 11.2.8 Caixa de Distribuicao, 380 11.2.9 Caixas Subsidiarias, 381 11.2.10 Medicao, 381 11.2.11 Barramentos, 382 11.2.12 Como Dimensionar a Demanda da Entrada, 383 1L2.12.1 Entrada' Individuais, 383 11.2.12.2 Entrada, Co1etivas,384 Resume, 393 10. TECNICA DA EXECU<;:Ao DAS INSTALA<;:OES ELETRlCAS, 323 10.1 Prescricoes para Instalacoes, 323 IO.l.! Eletrodutos, 323 10.1.1.1 Condicocs de Emprego, 327 1O.l.l.2 Curvas, 327 IO.l.l.3 Instalacoes em Lajes Pre-fabricadas. 328 10.1.2 Caixas de Derivacao, 328 10.1.3 Instalacoes Aparentes, 331 10.1.4 lnstalacoes em Eletrodutos Flexfveis (Conduftes), 336 10.1.5 Instalacao ao Ar Livre (Fixacao Direta ou em Bandejas, Escadas para Cabos, Prateleiras ou Suportes),336 10.1.6 Calhas, 337 10.1.7 Instalacoes em Calhas, com ou sem Cobertura, 337 10.1.8 Condutores Isolados em Eletrodutos ou Calhas, 338 10.L9 Linhas Eletricas Enterradas, 338 10.LI0 Canaletas e Prateleiras, 345 10.l.!I Instalacoes sobre Isoladores, 345 10.l.!2 Emendas de Condutores, 347 10.l.!3 Instalacoes Aereas, 349 IO.LI4 Linhas Pre-fabricadas, 352 10.L 15 Instalacoes em Espacos de Construcao e Po,os, 352 10.LI6 Conexoes Nao-rosqueadas, 354 IO.LI7 Verificacao Final (Cap. 7 da NBR-541O - Ed. 1997/98),355 10.Ll7.1 Prescricoes Gerais, 355 10.\.17.2 Inspecao Visual, 355 10. J .17.3 Ensaios, 355 10.1.17.3.1 Prescricoes Gerais, 355 10.LI8 Continuidade dos Condutores e Ligacoes Eqiiipotenciais 355 ' 10.LI9 Resistencia de Isolamento, 356 10.L20 Resistencia dos Solos e Paredes 356 10.1.21 Medicao da Resistencia dos Ele;rodos de Aterramento, 356 12. PROJETO DE UMA SUBESTA<;:Ao ABAIXADORA DO TIPO ABRIGADA, 394 12.1 Generalidades 394 12.2 Estudo das Cargas, 394 12.3 Demanda Provavel, 394 12.3.1 Consumidor Nao-industrial, 394 12.3.2 Consumidor Industrial, 395 12.4 Criterios para Ligacao em Alta Tensao, 395 12.4.1 Ramal Aereo, 395 12.4.2 Ramal Subterraneo, 395 12.5 Dados para 0 Projeto da Subestacao, 395 12.6 Exemplo de urn Projeto de Subestacao, 396 12.6.1 Calculo da Demanda Provavel, 396 12.6.2 Arranjo da Subestacao, 397 12.7 Calculo da Corrente de Curto-circuito Presumfvel de Subestacoes Abrigadas, 400 12.7.1 Generalidades, 400 12.7.2 Efeitos Dinamicos das Corrente, de Curto-circuito, 403 12.7_3 Efeitos Termicos das Correntes de Curto-circuito, 404 12.7.4 Nocoes de Protecao de urn Sistema Eletrico, 406 12.7.5 Corrente Sirnetrica e Assimetrica, 406 12.7.6 Exemplo de Calculo das Correntes de Curto-circuito, 408 12.7.7 Como Calcular a Corrente do Primario de urn Transforrnador, 417 Resumo,418 ~ ;i;_ F (~ xx Surnario A. MEMPLO DE UM PROJETO DE INSTALAI;A.O DE UM EDIFICIO RESIDENCIAL, 419 B. ROTEIRO PARA EXECUI;A.O DE PROJETOS DE INSTALAI;OES ELETRICAS PARA PREDIOS RESIDENCIAIS, 431 C. DIMENSIONAMENTO DE CIRCUlTOS EM ANEL, 433 D. INSTALAI;OES TELEFONICAS EM EDIFICIOS, 441 1 RESPOSTAS DOS EXERCICIOS PROPOSTOS, 471 FORMULARIO DE ELETRICIDADE, 475 Introducao as Instalacoes Eletrieasde Luz e Perea 'ern Baixa Tcnsao BIBLIOGRAFIA,480 1.1 GENERALIDADES o objetivo deste livro e 0 projeto e a execucao das instalacoes de baixa tensao de luz e forca. E imprescin­ dlvel que 0 projetista ou instalador saibam onde se situa a sua instalacao dentro de urn sistema eletrico mais complexo, a partir do gerador, ate os pontos de utilizacao em baixa tensao. As instalacoes eletricas de baixa tensao sao regularnentadas pel a norma NBR-S410, da ABNI,..que estabe­ lece a tensao de I 000 volts como 0 limite para a baixa tensao em corrente alternada e de I 500 volts para a corrente continua. A frequencia maxima de aplicacao desta norma e de 400 Hz. A fim de visualizarmos melhor onde se situa a nossa instalacao predial dentro de urn sistema eletrico, conhe­ camos os componentes do mesmo, desde a estacao geradora ate os consumidores de baixa tensao. Deste modo, compreendemos facilmente as diferentes transformacoes de tensoes, desde 0 gerador ate nos­ sa residencia, Toda a energia gerada para atender a urn sistema eletrico 0 e sob a forma trifasica, alternada, tendo sido fixada a frequencia de 60 cielos/segundo para uso em todo 0 territ6rio brasileiro, por decreto gover­ namental. Vamos nos reportar it Fig. 1.1, onde esta representado, em diagrama, urn sistema eletrico que compreende os seguintes componentes: - producao; - transmissao (subestacao elevadora e subestacao abaixadora); - distribuicao. 1.2PRODU<;.AO A geracao industrial de energia eletrica pode ser realizada por meio do uso da energia potencial da agua (geracao hidreletrica) ou utilizando a energia potencial dos combustiveis (geracao termoeletrica), No Brasil, cerca de 90% da energia gerada sao atraves de hidreletricas, porque 0 nosso Pais possui urn rico potencial hidraulico, estimado em mais de 150 milhoes de kW. As terrnoeletricas existentes no Brasil utilizarn combustiveis f6sseis (petr6Ieo, carvao mineral etc.), com­ bustiveis nao-fosseis (madeira, bagaco de canaetc.), combustfvel nuelear (uranio enriquecido). Os geradores industriais de eletricidade necessitarn de energia mecanica (energia cinetica) para fazerem girar os rotores das turbinas, nos quais estao acoplados, no mesmo eixo, os rotores dos geradores de eletrici­ dade. Entao a geracao necessita de uma turbina (hidraulica ou termica) e de urn gerador sfncrono, montados no rnesmo eixo, em geral vertical [ver Fig. 1.1 (d)J. Na Fig. 1.1 (a), vemos a fotografia de uma usina hidreletrica (Marimbondo) que consta de uma barragem de concreto, oito geradores de 190 MVA cada urn e uma subestacao elevadora com 24 transformadores de 38 MVAcada urn. . ~ - ,'.";':1'-':,':' ',."\ ','",:" .,.-,' -' ,-', ;.~. ." ~~,~ .... ,:~:;~ : ~ 2 Instalacocs Eletricas Introducao ts.s kV ~ fo\.3~-, \J LT ", '" zao kV Consumidores Elctricas de Luz e Forca em Baixa Tensao 3 Distnbuicao Transrnissao Producao as Instalacoes ~ HI TT~ T-' t .... t DP 60u 13 ,2 kV os l g .... r ;~ r-T-l 1 H !Q ~ 00 ",,' ~ > ::E 00 "" .g l 220/380 V 220/127 V 1 G = gerador sfncrono de energia (a turbina hidraulica ou a vapor) (Figs. 1.1 a e 1.1 b); T-t = transformador-elevador (eleva a tensao a valores muito altos) (Fig. 1.1 c); LT = Iinha de transrnissao de energia (transporta a energia ate proximo T-2 DP = = T-3 = T-4 DS = = <8 ~ aos centros consumidores (Fig. 1.1~; transtorrnador-abaixador (baixa a tensao recebida pela LT) (Fig. 1.1/): distribuieao prirnaria (dentro da zona urbana, distribui a energia tarnbsm em alta tensao] (Figs. 1.1f, 1.1h); transformador de dlstribuicao (baixa as tensoes para valores utilizaveis em instatacoes residenciais e comerciais) (Fig. 1.1J); idem para lnstalacoes industrials: distribuiyao secundaria (Fig. 1.1J). ~ j o l<' 13 Fig. 1.1. Diagrama de urn sistema eletrico, ~ -§ rJ:l A titulo de exemplo, eis as potencias de algumas usinas hidreletricas brasileiras que figuram entre as mai-":" ores do mundo: ~ 00 r 2642MW 3200MW 1400MW 12l6MW 12600MW 1275MW ::E o ;:: .g '" i 00 gf Apesar de sse quadro animador, 0 consumo em kWh por habitante no Brasil figura entre os mais baixos. Exemplo (Fonte: CIA World Fact Book, 1997): . ~ I o § Paises Estados Unidos Russia Japao Canada Alemanha Ocidental Brasil India Argentina Portugal Noruega 1 ::E Consumo em kWh/habitante por ano .g 11 636 5114 6895 16137 5727 1572 419 1606 2863 24586 e '.8 ~ "" :c ee ~" ~ ...; ""' l ol> Ii: Introducao as Instalacocs Elctricas de Luz e Forca em Baixa Tensao Instalacocs Eletricas 5 Polo maqnettco Rotorcom enrolamento de correntetrifasica (a) Estrutura baslca de urngeradorde polo externo (pequenas potencias). V2 V2 Wj/~ v, W, - + - Fluxo rnaqnetlco (b) Gerador de polo saliente teirapolar (usinas hidraulicas). (c) Turbogerador bipolar (usinas termicas). Fig. 1.1 (b). Geradores sincronos de energia. Fig. 1.1 (d). - Turbina da Usina de Itaipu. (Arquivo Itaipu.) Para que haja possibilidade de aproveitarnento hidreletrico, duas condicoes tern que existir: - agua em abundancia; - desnfvel entre a barragem e a casa de maquinas, Na Fig. 1.1 (b), vernos os cortes esquematicos de Ires tipos de geradores eletricos: Fig. 1.1 (e). Vista aerea da usina hidreletrica de Marimbondo - Furnas - subestacao elevadora de 13,8/500 kV. em (a) urn gerador de p610 extemo (fixo); no rotor temos 0 enrolamento induzido, daf a necessidade de a coleta da tensao gerada ser por meio de aneis, urn grave inconveniente, por isso este tipo s6 serve para pequenas potencias; em (b) temos urn tipico gerador hidraulico de 4 p610s; no rotor est a 0 campo, de pequenas correntes e tambem utilizando aneis de contato; no estator esta 0 induzido; em (e) temos urn gerador de 2 p6los (inteiricos) us ados em usinas termoeletricas; no rotor esta 0 campo, ligado por meio de aneis de contato a uma fonte externa de corrente continua; em (d) temos uma vista da casa de maquinas da usina hidreletrica de Paulo Afonso; em (e) ternos uma vista de urna subestacao elevadora. (c I. '.:' .. . ",·,o~;,...jd-;.~h·J,,;· ..... j-:.....:'-.:;'~;;. ':,-"'." ... ··.-'-~ ~;·~::t··.-< ~ r 6 Instalacocs Eletricas ., .::-; .rr-:» - . ·.;·_l.~..h!-;..:l '...-" Introducao as Insralacoes Elcrricas de Luz e Perea em Baixa Tensao 7 ... ! Zi.~~~~,~ ; ~-t-:~. CO-:~ '::';~~_, ~ Fig. 1.1 !j). Linhade transrnissao, Fig. 1.1 (e). - Subestacaoelevadora. 1.3 TRANSMISsAo Transmissao significa 0 transporte de energia eletrica gerada ate os centros consumidores. Para que seja economicarnente viavel, a tensao gerada nos geradores trifasicos de corrente alternada nor­ malmente de 13,8 kV deve ser elevada a valores padronizados em funcao da potencia a ser transmitida e das distancias aos centros consumidores. Deste modo, temos uma subestacao elevadorajunto a geracao, conforrne se pode ver no exemplo da Fig. l.l (c), uma fotografia aerea da mesma usina de Marimbondo (parte superior direita da figura). As tensoes mais usuais em corrente altemada nas linhas de transmissao sao: 69 kV, 138 kV, 230 kV, 400 kV, SOO kV. A partir de SOO kV, somente umestudo economico vai decidir se deve ser usada a tensao altema­ da ou continua, como e 0 caso da linha de transmissao de Itaipu, com 600 kV em corrente continua. Neste caso, a instalacao necessita de uma subestacao retificadora, ou seja, que transforma a tensao alternada em ten­ sao continua, transmitindo a energia eletrica em tensao continua e proximo aos centros consumidores, e de uma estacao inver sora para transformar a tensao continua em tensao altern ada outra vez, antes de distribuir aos consumidores. o objetivo principal da transmissao em tensao continua sera 0 da diminuicao das perdas por efeito corona, que e resultante da ionizacao do ar em torno dos condutores, com tensoes alternadas muito elevadas. Na Fig 1.1 (f), vemos a fotografia de uma torre de linha de transmissao com dois circuitos trifasicos, cada fase com quatro condutores e os condutores de protecao (terra), na parte superior da torre. 1.4 DISTRIBUIC;AO A distribui~ao e a parte do sistema eletrico ja dentro dos centros de utilizacao (cidades, bairros, indus trias). A distribui~iio corneca na subestacao abaixadora, onde a tensao da linha de transmissao ebaixada para valores padronizados nas redes de distribuic;ao primaria (11 kV; 13,2 kV; IS kV; 34,5 kV etc.). A titulo de ilustracao, apresentamos a Fig. 1.1 (g), que rnostra a configuracao do sistema de distribuicao primana de Brasilia (972), onde da SE geral partem varias linhas de 34,S kV ate as diversa:~ubesta«oes abaixadoras. Estas linhas sao, as vezes, denominadas de subtransmissgn, Das subesta~oes de distribuicao primaria partem as redes de distribuicao secundaria ou de baixa tensao, Na Fig. 1.1 (h), vemos tres diagrarnas utilizados em redes de distribuicao primaria, a saber: - sistema radial; - sistema em anel; - sistema radial seletivo. e . A parte final de urn sistema eletrico a subestacao abaixadora para a baixa tensao, ou seja, a tensao de Sistema trifasico e 2201110 V - Sistema monofasico com tape). No Brasil ha cldades onde a tensao fase-neutro e de 220 V (Brasflia, Nordeste etc.) e outras em 127 V (Rio de Janeiro, Sao Paulo, SuI etc.). u~l~a~ao (380/220 V, 220/127V - . Na Fig. I.1 (I), vemos tipos de transformadores-abaixadores para montagem em poste de rede aerea e na Fig. 1.1 (j) 0 esquema de ligacao final para urn consumidor, onde vemos a rede primaria de alta tensao e a rede secundana de baixa tensao, As redes de distribui~ao dentro dos centros urbanos podem ser aereas ou subterraneas. Nas redes aereas, os transforrnadorespodem ser montados em postes ou em subestacoes abrigadas; nas redes subterraneas, os trans­ forrnadores deverao ser montados em camaras subterraneas, r :] ,! Introducao as Instalacoes Eletricas de Luz e Forca em Baixa Tensao Instalacoes Eletricas ._. 9 .1 i:'I··' !!: I' SE BR-NORTE (Provisoria) I ~. Fab. Cimenlo : BRASILIA GERAL ~ Sobradinho (138 kV) BMB TORTO Ij P1analtina Formosa Ii 34,5 kV .J; Ii I US PARANOA Peninsula SE-1 I 34,5 kV ,'II + (...r t t I I SE-6 ,1 ill (...r k ,'II 34,5 kV I' :i I SE-2 34,5 kV SE·3 SE-8 '-./'1US TERMICA 34,5 kV Taguatinga Gama Braztandia 34,5 kV Fig. 1.1 (g). Configuracao do sistema de distribuicao primaria de Brasilia (DF) em 1972. @ ¢ Transformador Disjuntor c) Duplo radial seletivo Fig. 1.1 (h). Tipos de sistema de distribui930 primaria. A entrada de energia dos consumidores finais e denominada de ramal de entrada (aerea ou subterranea). As redes de distribuicao primaria e secundaria, normalmente, sao trifasicas, e as ligacoes aos consumidores poderao ser monofasicas, bifasicas ou trifasicas, de acordo com a sua carga: Ate4kW Entre 4 e 8 kW Maior que 8 kW - rnonofasica (2 condutores) - bifasica (3 condutores) - trifasica (3 ou 4 condutores)* r;i ;-.~ 'Em algumas concessionarias ha tolerancia entre 8 e 15 kW de ligacao bifasica,porem, acima de 15 kW. s6liga,ao trifasica. Fig. 1.1 (i). TransforrnanJores-abaixadores, . . '; :..... " r [-...:<.!.;~I·~·:::.'<~. >.:-;.~, ,~. r 10 Introducao as Instalacoes Eletricas de Luz e Forca em Baixa Tensao Instalacoes Eletricas DETALHES DE REDES DE DISTRIBUI\:AO ELETRICA PRIMARIA E SECUNDARIA: 11 Agora que ja temos conhecimento de urn sistema eletrico, vejamos 0 esquema das instalacoes prediais, com as quais teremos muito contato neste volume. Vamos considerar urn ediffcio de apartamentos ligados ao transformador T-3 da Fig. 1.1. A ligacao da rede de distribuicao secundaria ao edificio (ramal) podera ser feita 'por cabos subterraneos ou aereos, com entrada unica para luz e forca, Chamamos "luz" a todo cir­ cuito destin ado unicamente a fins de iluminacao ou pequenos motores monofasicos (geladeiras, maquinas de lavar, aparelhos eletrodomesticos, ventiladores etc.). Conforme a carga, pode ser rnonofasico, bifasico ou trifasico. 'Chamamos "forca" a todo circuito destinado a forca motriz, aquecimento, solda ou outros fins industri­ ais. Em ediffcios residenciais, usamos forca nas bombas, elevadores, incineradores etc. E quase sempre trifasica, Nas lojas e galpoes de mais de 60 m 2 devem ser previstos no minimo 3 HP (2,23 kW) de forca; nos escri­ torios, 2 HP (1,49 kW). Os medidores estao marc ados com a letra M e poderao ser monofasicos (ate 4 kW), bifasicos (entre 4 e 8 kW) e trifasicos (acima de 8 kW). Quando numa instalacao temos cargas mono, bi e trifasicas, procuramos equilibrar pelas tres fases toda a carga instal ada. Foi estabelecida pela Portaria n." 84, de 27-04-67, do Departamento Nacional de Aguas e Energia do Mi­ nisterio de Minas e Energia, a adocao do ramal unico de Iigacao, isto e, luz e forca juntos num unico alimentador. Os transformadores-abaixadores nas redes de distribuicao de energia eletrica podem ser monofasicos, bifasicos (iluminacao publica) ou trifasicos, Na Fig. 1.2 vemos como se processa 0 abaixamento de tensao nos transfonnadores. No lado primario de alta tensao, ha muitas espiras de fio fino, e no lade secundario ha poucas espiras de fio grosso. 0 produto da tensao vezes a corrente do lado de alta deve ser aproximadamente igual ao produto da tensao vezes a corrente do lade de baixa. Dizemos aproximadamente porque ha perdas nos transfonnadores, e este produto nao e exa­ tamente igual. Assim temos: L1GA\:OES DE TRANSFORMADOR, RAMAL DE ENTRADA DE CONSUMIDOR E ATERRAMENTOS Translarmadar Peste particular Fioou cabopara aterramento de neutrode transformadores I V, X I, = V 2 X 12 ~=!3..=!!.J.. J V2 I, N2 Medidor D V, = tensao do lado primario I, = corrente do lade prirnario V2 = tensao do lado secundario ~ 12 NJ N2 = corrente do lade secundario = numero de espiras no prirnario = mimero de espiras no secundario Nos transfonnadores trifasicos mais usuais nas redes de distribuicao, e 0 lado secundario, em estrela aterrado. Neste tipo de ligacao, temos as seguintes tensoes e correntes: % Lado primdrio: Hastede atertamento Copperweld compig-Iail para aterramentode entradadeconsumidores Hastede aterramento copoerweid para alerramento de linhas de distribuirrao V, = tensao composta (entre duas fases) I, = corrente de linha (juncao de duas fases) o Lado secunddrio: ~: t Fig. 1.1 (j). Detalhes das ligacoes do ramal de entrada do consumidor, l· ~ ." . -. U2 = tensao composta (entre duas fases) U2 V2 = tensao entre fase-neutro = ­ 12 ..j3 = corrente de linha (igual a corrente entre fase-neutro) 0 lado prirnario eligado em triangulo, 2 r Introducao Instalacoes Eletricas « o m z I as Instalacoes Eletricas de Luz e Forca em Baixa Tcnsao Exemplos I Se no secundario,temos U2 = 220 volts, U, = 00 {'5 220 -J3 = 127 volts '" E ~ Q> Se U2 = 380 volts, U, = > {;; Se U2 = 440 volts, U 2 = 380 -J3 440 -J3 = 220 volts = 254 volts = 120 volts. o " .", '-" N '" " I Se U2 = 208 volts, U 2 = 208 -J3 'RESUMO > o ~ '" ::;: N - Visao global de urn sistema eletrico; Componentes de urn sistema eletrico: producao, transmissao, distribuicao - Vista panoramica de uma usina hidreletrica; Tipos de geradores eletricos; Conceito de transmissao de energia eletrica; Distribuicao: diagrama de distribuicao primaria, transformadores-abaixadores, ramal de entrada. o '" "0 II o > "" ::J ~ .". ~ " " is Q> ci o % o ,," o­ "0 'S Q> all .0 .~ OCI Exerdcios de Revisao :.s I I I I I I I I L 6 '~ 1. Qual a tensao limite de baixa tensao em corrente altemada? E em corrente continua? .~ 2. Quais sao os dois tipos principais de geracao de energia eletrica? ~ 3. Para que serve a subestacao elevadora de tensao? til N ,..; S. Quais sao os tres sistemas de ligacao das redes de distribuicao primaria? i 4. Em tensoes acima de 500 kV, por que razao e preferfvel a transmissao em corrente continua? \ oil ~ 0 "" !lJJ~ 000 ~ I~ F 1 I I I ~ EI 1.g I I ~ ":6fl :1 I~ I I L I ~ _____ I" -.J f!­ j, k fo' f'; 'e " ~Q> (!J ~ l~ :,.,';.,',' 13 , '~,;~ . • ,.:.." > : •.~~:_. " ~. ~., '.'. .::-; .': .~.:, ..t:; "}"'.~' . r Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e a Execucao das Instalacoes Eletricas 2 15 a urn movimento de rotacao, que precisa ser muito bern control ado, para nao haver variacao da frequencia da rede. Na Fig. 2.1, temos 0 corte longitudinal de uma barragem onde vemos as tubulacoes e a casa de maquinas, na qual fica instalada a turbina (no caso do tipo PELTON). Se quisermos saber qual a potencia dessa turbina, podemos usar a seguinte formula: PI = 1000 Q H 1J . 75 onde: PI = potencia da turbina em cv (cavalos-vapor); Q = vazao da agua em m 3/s; H = altura da queda em metros; 'T/ = rendimento hidraulico, da ordem de 83%; h. = nfvel em repouso; hw = nfvel dinamico; It. = altura de perdas na usina. Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e a Execucao das Instalacoes Eletricas Outros exemplos de energia potencial: - Uma grande pedra em uma montanha: se esta pedra for descalcada, descera ladeira abaixo, podendo causar acidentes. - Urn arco lancador de flechas: quando tangemos a corda, acumula-se uma energia potencial e, se largarmos, transforma-se em energia cinetica capaz de lancar a flecha a grande distancia. - Os cornbustfveis (petr61eo, carvao, lenha etc.) possuem em suas moleculas energia potencial que, uma vez acesas, por urn processo qualquer, transformam a energia potencial em energia calorffica. - Urn veiculo em movimento possui energia cinetica que tende a ser mantida, nao fosse 0 atrito que desgasta esta energia. Qualquer obstaculo que apareca subitamente, tentando deter 0 vefculo, sofrera serio impacto, em funcao do peso do vefculo (inercia) e da velocidade de deslocamento. - Todos os fluidos que se deslocam nas tubulacoes possuem energia cinetica. Para que os fluidos possam se deslocar nas tubulacoes, e precise que haja diferenca de nfvel entre 0 reservatorio e 0 ponto de utilizacao, Esta diferenca de nfvel e a energia potencial. Agora que ja temos uma visao global de urn sistema de producao, transmissao e distribuicao de energia eletrica, vamos, neste capitulo, estudar alguns conceitos basicos dos fundamentos da eletricidade e as princi­ pais leis que regulam os calculos e as formulas aplicaveis, 2.1 PRELIMINARES e Energia tudo aquilo capaz de produzir calor, trabalho mecanico, luz, radiacao etc. Em sentido geral, po­ deria ser definida como substrato basico de todas as coisas, responsavel por todos os processos de transforma­ c;:ao, propagacao e interacao que ocorrem no universe." A energia eletrica urn tipo especial de energia atraves da qual podemos obter os efeitos acima; ela usada para transmitir e transformar a energia primaria da fonte produtora que aciona os geradores em outros tipos de energia que usamos em nossas residencias, Podemos dizer que a eletricidade uma energia intermediaria entre a fonte produtora e a aplicacao final. uma das formas mais convenientes de energia, porque, com urn simples ligar de uma chave, temos nossa disposicao parte da energia acionadora das turbinas, inteiramente silenciosa e nao-poluldora. Como isto possivel? Para entendermos melhor, vamos definir os dois conceitos fundamentais de energia: energia potencial e energia cinetica. e e e a ~i4;;~==-=--{~O_------------1 E ~l"'ll'=:-a"'~' e . - T se produzir trabalho. .. I I I I I I I I I I H I E a energia resultante do movimento. I I No casu de uma barragem, represamos a agua de urn rio que normalmente desceria montanha abaixo, por causa da forca da gravidade. Uma vez represada, a agua possui uma enorme energia potencial, que poderemos usar facil­ mente. Conforme vemos na Fig. 1.) (a), do lade esquerdo da figura temos tubulacoes que vao conduzir a agua desde a barragem ate as turbinas. Esta queda da ligna faz com que a energia potencial acumulada se transforme em energia cinetica, ou seja,energia de movimento. Esta agua em movimento encontra as palhetas das turbinas dando origem I I I : hb Energia ctnetica Exemplo , I I I I I Energia potencial E a energia acumulada; e a possibilidade de -- i~ ~- k r & ;.~'- ~L. I I I I I I I +:u~ : ~ ~ ....1'\\'" I I I I I 70 Fig. 2.1 Perfil longitudinal de uma queda d'agua com tubulacao forcada, J s Conceitos Basicos Necessaries aos Projc tos c a Exccucao das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas Assim, podemos enunciar 0 principio de conservacao de energia: "A energia potencial se transforma em iergia cinetica e vice-versa." 17 Assim, chegou-se 11 seguinte conclusao: "Corpos bons condutores sao aqueles em que os eletrons mais extemos, mediante urn estimulo apropriado (atrito, contato ou campo magnetico), podem ser retirados dos atomos." Exemplos de corpos bons condutores: platina, prata, cobre e aluminio. "Corpos maus condutores sao aqueles em que os eletrons estao tao rigidamente solidarios aos nucleos que somente com grandes dificuldades podem ser retirados por urn estimulo exterior." Exemplos de corpos maus condutores: porcelana, vidro, madeira. .2 COMPOSI<;.AO DA MATERIA Todos os corp os sao compostos de moleculas, e estas sao urn aglomerado de urn ou mais atomos, a menor porcao de materia. Cada atorno compoe-se de urn micleo no qual existem protons, com carga positiva, e neutrons, sem carga; n torno do nucleo gravitam os eletrons, elementos de carga negativa. 2.4 CARGA ELETRICA Conforme foi exposto, 0 eletron e 0 proton.sao as.cargas elementares e componentes do atorno. Por convencao, estabeleceu-se que a carga do eletron seria negativa e a do pr6ton positiva, ou seja, cargas de polaridades .9postas. Aproxirnando-se cargas de polaridades opostas, verifica-se uma forca atrativa entre elas; aproximando-se cargas de mesmas polaridades, verifica-se uma forca de repulsao entre elas. Assim, experimentalmente, estabeleceu-se uma unidade para se medir a carga eletrica; esta unidade cha­ mou-se "coulomb". A carga de 1 eletron e: (-) e H eletrons livres, ou seja, oito seguido por vinte e dois zeros. 2.5 CORRENTE ELETRICA Num atorno em equilibrio, 0 mimero de eletrons em 6rbita e igual ao rnimero de pr6tons no micleo [Fig. .l(a»). . o hidrogenio e 0 elemento mais simples porque s6 possui urn eletron em orbita e urn pr6ton no micleo, 0 ranio e dos mais complexos - tern 92 eletrons em 6rbita e 92 pr6tons no micleo. Quando urn eletron e retirado de urn atomo, dizemos que esse atomo ficou positivo (ion), porque ha mais lementos positivos no nucleo do que eletrons em 6rbita. A disposicao dos atomos de urn corpo possibilita a etirada dos eletrons por meios diversos, o que e corrente eletrica? Eo deslocamento de cargas dentro de urn condutor quando existe uma diferenca de potencial elerrico entre as suas extremidades. Tal deslocamento procura restabelecer 0 equilibrio desfeito pela acao de urn campo ele­ trico ou outros meios (reacao quimica, atrito, luz etc.). Entao a "corrente eletrica" e 0 fluxo de cargas que atravessa a secao reta de urn condutor, na unidade de tempo. Se este fluxo for constante, denorninou-se de ampere a relacao: CORPOS BONS CONDUTORES E CORPOS MAUS CONDUTORES \ o atomo como e visto na Fig. 2.I(a) e conhecido como atorno de Rutherford-Bohr, 0 qual se comporta omo urn sistema solar em miniatura. o micleo do atomo se comporta como 0 sol, em torno do qual gravitam os eletrons, como se fossem os lanetas, em 6rbitas circulares ou elipticas. Foram feitas varias experiencias, e os cientistas coneluiram que a massa do pr6ton e cerca de 1840 vezes raior que a do eletron, de modo que praticamente a massa do atomo se concentra no rnicleo. Todavia, a carga letrica do eletron e a mesma do pr6ton. No caso do hidrogenio pesado, ha urn pr6ton e urn neutron no rnicleo e urn eletron em 6rbita. Este e 0 deu­ ~rio, cujo simbolo e ,lfl. Ha outro hidrogenio pesado, 0 triterio, cujo simbolo e Ill', com 2 neutrons e I proton no micleo. o mimero embaixo e 11 esquerda, que representa a quantidade de eletrons em 6rbita, e"mimero atornico" do tomo; 0 mimero acima e it direita, que representa a quantidade de particulas no micleo, representa 0 "peso tomico" do elemento. Na escala peri6dica dos elementos, segue-se 0 helio, cujo isotope mais abundante e 0 .He', ou seja, 2 ele­ rons em 6rbita e 2 pr6tons + 2 neutrons no micleo. Este is6topo e conhecido como particula alfa. o atomo de ocorrencia natural mais complexo e 0 uranio, cujos is6topos sao: 92(/238, 9111'35 I ampere = I coulomb segundo ou, generalizando: [=:~ I Urn gerador eletrico e uma rnaquina que funciona como se fosse uma bomba, criando energia potencial. Esta energia potencial acumula cargas em urn p610, ou seja, urn polo fica com excesso de cargas de certa polaridade e no outro p610 ha deficiencia de cargas. Em outras palavras, 0 gerador provoca uma diferenca de potencial (d.d.p.) entre os seus terminais. Se esses terminais constituirem urn circuito fechado, como nas Figs. 2.2 e 2.3, teremos uma corrente eletri­ ca. ~,: Para facilitar a compreensao, vemos na Fig. 2.4 urn esquema hidraulico analogo onde: n - a bomba e analoga ao gerador; j:-~ e 91l.fD"' seja, 92 eletrons em 6rbita, 92 pr6tons e 146 neutrons no micleo (no primeiro caso). Verificou-se que, entre 0 micleo e 0 eletron em 6rbita, se exerce uma forca atrativa, forca esta tanto menor pianto maior a distancia entre eles. IU X 10- 19 coulombs, ou seja: para se formar I coulomb sao necessaries 6 X 10 1& eletrons; I em? de cobre possui cerca de 8 X 10" Fig. 2.1(a) Atomo em equilibria. ~.3 = 1,6 ~ • ~ ff ~ '. ,... - as tubula~6es sao analogas aos condutores eletricos; - a torneira e anaIoga ao interruptor; - a agua retirada e analoga it energia consumida; - 0 fluxo d'agua (l/s) e analogo it corrente. , r '. ."".~':: • ..)".;._, """"~~'.r:., ,",',:, e ... ~ .' :." • . J~ .' ~"-';'~~~~ ~~~~/;" .. •• , .' ..~ I .- ....::.;/':;:.;-:~~:.: F 18 Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e Instalacoes Eletricas a Execucao das Instalacoes Eletricas 19 2.6 No<;6ES DE MAGNETISMO E CAMPO MAGNETICO INTERRUPTOR Magnetismo Magnetismo e a propriedade que tern certos materiais de atrair pedacos de ferro. Desde a Antiguidadeeste fenomeno e conhecido, admitindo-se que tenha sido descoberto na cidade de Magnesia, na Asia Menor, daf 0 nome magnetismo. Algunsmateriaisencontrados livres na natureza,como por exemplo U minerio de ferro Fe,O, - magnetita-, possuem essa propriedade; sao os imas naturais. Se aproximarmos urn fma sob a forma de barra a pedacos de ferro, notarernos que 0 ferro adere ao Ima, principalmente nas duas extremidades.Essas extremidades tern 0 nome de poles, e, experimentalmente, con­ c1ui-se que, embora ambos atraiam 0 ferro, possuem propriedades magneticas opostas, por isso foram deno­ minadas polo norte e polo suI. Se aproximarmos duas barras imantadas, ambas suspensas por urn fio, verificaremos que elas girarao ate que os poles de naturezas contraries se aproximem. Assim, foi enunciada a regra ha muito conhecida: ---­ Fig. 2.2 Esquema de urncircuito eletrico completo. Polos de nomes contrarios se atraem; polos de meSillO nome se repelem. INTERRUPTOR _ Ligado II terra Os chineses se basearam nessa experiencia quando inventaram a biissola, a qual nada mais eque uma agu­ Ihaimantadaque, podendo girar livrernente,aponta para a direcao norte-sul da Terra. A razao deste fen6meno resideno fato de a Terra representar urn gigantesco Ima, com polo norte e polo suI. Por convencao, adotou-se que 0 polo norte da agulha aponta para 0 polo norte terrestre, porem e sabido que, na realidade, ocorre 0 con­ trario, A causa desse fen6meno de atracao e repulsao permanece urn enigma para"a ciencia,'" Os Imas sob a forma de ferradura concentram melhor as Iinhas de forca, Ha uma conhecidaexperiencia de se colocarlimalha de ferro em uma folha de papel e, do outro lado, aproxi­ marmos urnfma. 0 ferrose depositara de modoa indicaras Iinhasde forca'docampomagneticodo Ima(Fig.2.5). -- Campo magnetico Fig. 2.3 Esquema de urn circuito eletrico comvoltapelaterra. Chama-secampo magneiico ao espa<;:o ao redor do ima ondese verificamos fenomenos de atracao e repulsao. Se colocarmos uma agulha imantada sob a acao do campo rnagneticode urn Ima, ela se orientarasegundo a direcao tangente a uma linha de forca do campo, como mostra a Fig. 2.6. -, Pressao alta Pressao baixa Fig. 2.5 Experiencia dalimalha deferro. f R ~ Fig. 2.4Esquema de urncircuito hidniulico analogo. *Atualmente, a partir das concepcoes de Faraday e Maxwell, que evolufrarn as ideias de Newton, cada carga exeree uma "perturbacao" au uma "condi~ao" no espaco circunvizinho, de modo que outra carga, quando se acha presente, serite uma forca, Esta condicao no espa­ 0 11 , que representa 0 potencial de produzir uma forca, e denominada "campo". Em altas frequencias, as variacoes dos campos sao expres­ sas pelo espectro eletromagn~tico (ver Se~ao 5.5.2). 20 Instalacoes Eletricas Conceitos Basicos Necessaries aos Projctos e aExecucao das Instalacoes Eletricas 21 compreenderrnos 0 sentido do campo magnetico, convencionou-se que se a corrente eletrica for representada por uma flecha e estiver entrando perpendicularmente ao plano desta folha do livro, a cauda da flecha sera urn .X, e se estiver saindo da foIha, a ponta da flecha sera representada por urn ponto (Fig. 2.8). Linhas do campomagnetico CONDUTOR (Corrente saindo) H Agulha imantada Fig. 2.6 Campo magnetico de um Irnapennanente. CAMPO MAGNETICO Intensidade do campo magnetico Fig. 2.8 Campomagnetico de doiscondutores paralelos. A intensidade do campo magnetico em urn ponto qualquer do espaco erepresentada por H e pode ser defi­ nida como a forca que esse campo exerce sobre urn polo magnetico unitario colocado neste ponto. Esta forca pode ser expressa em dinas, se 0 polo magnetico unitario e de uma linha por centimetro quadra­ do. Se considerarmos que 0 espaco ao redor do polo e uma esfera de I em de raio, 0 mimero total de linhas de forca do polo unitario e de 47T ou 12,56. Campo magnetico de dois condutores paralelos Se dois condutores eletricos transportando corrente circulando em sentido contrario sao colocados proxi­ mos, seus campos magneticos se somam, como pode ser visto na Fig. 2.8. 0 vetor H representa a resuItante das linhas de forca dos campos dos dois condutores. Campo magnetico ao redor de um condutor Pode Ser comprovado experimentalmente que ao redor de urn condutor transportando corrente constante tern origem urn campo magnetico cujo sentido pode ser determinado. Na Fig. 2.7(a), vernos urn condutor percorrido por uma corrente cuja direcao e mostrada pela regra do "saca­ rolhas"; se 0 sentido da corrente coincide com 0 sentido de penetracao do saca-rolhas, 0 sentido de rotacao indica 0 das linhas de forca do campo. Tambem pode ser usada a regra da mao direita: se 0 dedo polegar apon­ tar para 0 sentido da corrente, os demais dedos indicam 0 sentido do campo [Fig. 2.7(b)]. A fim de melhor Campo magnetico de um solen6ide Urn solenoide e uma bobina de fios condutores e isolados em torno de urn micleo de ferro laminado. Como efacil de entender, os campos dos diversos condutores se somam e 0 conjunto se comporta como se fosse urn verdadeiro Ima (Fig. 2.9). \ Sentido da --.. corrente Sentido do campo Fig. 2.7(a) Regrado saca-rolhas. Sentida da corrente • ~ ~ Fig. 2.7(b) Regra da mao direita. i ~ Fig. 2.9 Campomagneticoproduzido por urnsolen6ide. ,-.~: , H 22 '·-.C··:;.. ~~~:!-!'o··.-,,·;_· -;,".:...L Instalacoes Eletricas - .... ... ,.,:",-.:-.':"" ,~" Concertos Basicos Necessaries aos Projetos e I, " ,~I • .' _ aExecucao das Instala.;oes Eletricas 2 2.7 FOR~A ELETROMOTRIZ (f.e.m.) FOT(;a do campo magnifico Todas as maquinas eletricas rotativas sao baseadas nas acoes de dois campos rnagneticos colocados em posicoes convenientes. Vamos imaginar urn condutor percorrido por corrente dentro de urn campo rnagnetico de urn Ima e, para entendermos melhor, consideremos os campos isolados (Fig. 2.10). Em (a) vemos 0 campo rnagnetico do Ima; em (b), 0 do condutor saindo no plano da figura. 0 condutor sob a a~ao do campo tende a ser lancado para cima, na direcao indicada por F, como se as linhas do campo do Ima se comportassem como urn elastico empurrando-o nesta direcao, o e conceito de forca eletromotriz muito importante para 0 entendimento de certos fenomenos eletricos. Poe ser definida como a energia nao-eletrica transformada em energia eletrica, ou vice-versa, por unidade de carga Assim, se temos urn gerador movido a energia hidraulica, por exemplo, com energia de 1 000 joules e dar do origem ao deslocamento de 10 coulombs de carga eletrica, a forca eletromotriz sera: f.e.m. = 1000 joules ou 100 10 coulombs joules coulombs ou, generalizando: dw F E =­ dq onde: S N (a) (b) E = f.e.m. em volts; dw = dq = carga deslocada em coulombs. energia aplicada em joules; (c) joule . d a vo I tern h omenagem a V 0 ltao . . - - foi OJ denorruna ta, 0 descobri desco odor da pilha elerrica. Esta relacao coulomb No exemplo acima, a f.e.m. do gerador sera de 100 volts. Analogamente, se a fonte for uma bateria, a energia qufmica de seus componentes se transformaraem energia eletrica, constituindo a bateria urn gerador de f.e.m. (energia nao-eletrica se transformando em energia eletrica), No caso oposto, ou seja, uma bateria submetida a carga de urn gerador de corrente continua, a energia ele­ __ trica do gerador se transformara em energia qufrnica na bateria. Veremos adiante que f.e.m. e diferenca de potencial (d.d.p.) sao expressas pela mesma unidade _ volt-, por isso sao muitas vezes confundidas, embora 0 conceito seja diferente. Fig. 2.10 Forca (F) sobre urn condutor que transport a corrente dentro de urn campo magnetico, Amperimetro de bobina movel Com base na a~ao da forca de urn campo magnetico,pode-se construir urn amperfmetro, ou seja, urn instru­ mento capaz de medir as intensidades das correntes. . Urn fma permanente em forma de ferradura edesenhado de tal maneira que se pode colocar entre seus p610s urn miclec de ferro doce, capaz de girar segundo urn eixo (Fig. 2.11). Em torno desse micleo enrola-se uma bobina de fio fino, cujos terrninais permitem ligar em serie 0 circuito cuja "amperagem" se deseja medir. A corrente contfnua circulando pel a bob ina formara urn campo que reage com 0 campo rnagnetico do Ima permanente, havendo uma deflexao no ponteiro instalado solidario com 0 rnicleo de ferro. Ha urn sistema de 1 molas que obriga 0 ponteiro a voltar origem tao logo a corrente cesse de circular. A graduacao na escala do instrumento possibilita a medicao das intensidades de correntes de pequenas amperagens. No gerador, a f.e.m. de origem mecanica provoca uma diferenca de potencial nos seus terminals. Temos: a E == f.e.m.; U = d.d.p.; U == RI = queda no circuito externo; rI == queda interna. J E u I lrna permanente em forma de ferradura =-­ = RI + rI = I (R + r) E = U + rI I R Fig. 2.12 No motor, a d.d.p. provoca uma forca eletromotriz (energia mecanica), Dizemos que 0 motor eurn gerador de for~a contra-eletromotriz. Temos: ~~ t. 6 fl E E == RI - rl == U - rlou ~ Nucleo de ferro dace I U = drI I ~ Fig. 2.11 Ainperfmetro de bobina movel. R •A energia lennica nao se aplicaeste conceito. u Motor Fig. 2.13 r ~4 Instalacocs Elerricas Como rl Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e e, muitas vezes, desprezfvel, para fins praticos consideramos € e U iguais. 25 Assim: Na bateria fornecendo carga, a f.e.m. de origem quimica provoca a d.d.p. entre os terminais (+) e (- ). I Na bateria recebendo carga, a f.e.m. do gerador acumula-se em energia quimica. Geracao de f.e.m. = - N € = f.e.m. em volts; mimero de espiras; x A = fluxo magnetico em Weber; = inducao magnetica em tesla; = area em m-; B A Ha quatro processos principais para a geracao de f.e.m. € N 4> ~.7.1 aExecucao das Instalacoes Eletricas ~ x 10- 8 1 = =B drfi = variacao . fl ' . do uxo magnetIco; - dt 1.0) por acao quimica. Ex.: baterias e pilhas; _ __ (-) = 0 sinal (-) significa que 0 sentido da corrente induzida e contrario 2.°) por acao termica. Ex.: par termeletrico; 3.°) por inducao eletromagnetica, Ex.: altemadores industriais: 4.°) por acao de luz. Ex.: geracao fotovoltaica. acausa que o produz (lei de Lenz). Sentido dafe.m. induzida a primeiro processo e utilizado para a producao de corrente continua e de emprego em pequenas potencias. ,': Ha uma regra, conhecida como regra da mao direita, segundo a qual e possivel se determinar 0 sentido da f.e.m. induzida do seguinte modo: dispoe-se a mao direita de modo a que os dedos polegar, indicador e medio fonnem angulos retos entre si (Fig. 2.15). Se 0 polegar mostrar a forca aplicada ao condutor e 0 indicador 0 sentido do campo, 0 dedo medic mostrara 0 sentido da f.e.m. induzida. a segundo processo e utilizado para fins especfficos, como por exemplo instrumentos de medida de tempe­ atura de fomos. a terceiro processo e 0 empregado na producao comercial de energia eletrica oriunda das grandes centrais iidreletricas ou termeletricas que abastecem todos os consumidores de energia eletrica, a quarto processo e 0 da celula fotovoltaica que gera eletricidade a partir da luz solar. ,} Correnle(/) 2.8 INDUC;Ao ELETROMAGNETICA Campo (B) Vimos que urn condutor percorrido por uma corrente eletrica dentro de urn campo magnetico tende a se Ieslocar sob a acao de uma forca F que se origina da reacao entre os dois campos. Inversamente, se aplicar­ mos a mesma forca F no mesmo condutor dentro do campo, neste condutor tera origem uma f.e.m. induzida :Fig.2.14). E fato provado experimentalmente que quanto maior a intensidade do campo e maior a velocidade com ~ue as linhas de inducao sao cortadas pelo condutor, tanto maior sera a f.e.m. induzida. Neste princfpio simples se baseia a producao da energia eletrica em larga escala que ilumina cidades e movimenta a vida modema. A producao da f.e.rn. induzida e regida pela lei de Faraday, que diz 0 seguinte: A f.e.m. induzida eproporcionaI ao mimero de espiras e arapidez com que 0 fluxo v... ,,/ • Forca (F) magnetico varia. Fig. 2.15 Regra da mao direita. Sentido do movimento 0 » , 0'3- i\~>'?)' f:\'\\~\~O'V q,e «\., " IndufUOmagnifica - B J A indu~ao rnagnetica de urn campo em urn ponto qualquer e medida pela capacidade em induzir f.e.m. em urn condutor que se desloque no campo. Se 0 condutor tern 1 metro de comprimento, a velocidade de desloca­ memo de 1 metro por segundo e a f.e.m. induzida de 1 volt, a inducao magnetica e de 1 weber por metro qua­ drado. Fluxo magnifico II o fluxo magnetico 4> r.l'. g Fig. 2.14 Geracao da f.e.m. induzida. uniforme e 0 produto da inducao pela area: .~ .. l'""'~" ~ I I 4>=BXA ".L ;, .. , - .... ......... ': ... , . ~ .. ,', ~.,\~; "« ... .:.;.;", . ;;-.::'" r 26 Instalacocs Elctricas Para Para L~ 0 0 das Instalacoes Elctricas 2'i cobre temos p = 0,0178D X mm' a 15°C = 0,028D X mm? a 15°C alumfnio, p I Rt = R o [I + a (t coulomb Para 0 cobre, temos a t I)1 I = 0,0039 C-l a O°Ce 0,004 C-l a 20°C. Exemplo A resistencia de urn condutor de cobre a O°C e de 50n. Qual sera a sua resistencia a 20°C? SolUfii o R,o = 50 (l + 0,004 X 20) = 54 n Exemplo Qual a resistencia de urn flo de alumfnio de 1 km de extensaoe de secao de 2,5 mm' a 15°C? 2.10 RESISTENCIAS ELETRICAS - LEI DE OHM SolUfii o Chama-se resistencia eletrica a oposicao intern a do material a circulacao das cargas. Por isso, os corpos maus condutores tern resistencia elevada, e os corpos bons condutores tern menor resistencia, Isto se deve as forcas que man tern os eletrons livres, agregados ao micleo do material. Foi 0 cientista alemao Ohm* quem estabeleceu a lei que tern 0 seu nome e que inter-relaciona as grandezas d.d.p., corrente e resistencia: U=RxI 2 - Rt = a resistencia na temperatura t em D; Ro = a resistencia a O°C em D; a = coeficiente de temperatura em C- l ; t2 e t , = temperaturas final e inicial em 0C. Entao, a diferenca de potencial e medida em volts da mesma rnaneira que a f.e.m. Numa instalacao hidraulica, de modo analogo, para haver circulacao de agua, precisamos ter uma diferen­ ca de pressoes, uma tubulacao, urn interruptor e urn caminho de retorno. As pressoes da agua sao medidas por man6metros que registram essas grandezas em metros de coluna-d'agua. Assim, entre a alta e a baixa pressao existe uma diferenca em metros de colunas-d'agua ou diferenca de potencial hidraulico (Fig. 2.4). De modo analogo, tambern se mede a vazao da agua em litros por segundo. Como sempre acontece em qualquer deslocamento, ha uma resistencia a passagem das cargas dentro dos condutores, e esta resistencia oposta e a resistencia 6hmica, medida em ohm, em homenagem ao descobridor desta propriedade dos corpos. I a Exccucao ­ onde: ~=l~ £ 1000 R=px-=O,028x--=ll,2 Q A 2,5 Exemplo Se no exemplo anterior I 0 condutor fosse de cobre, qual a sua resistencia? SolUfiio d.d.p. em volts; resistencia em ohms (D); intensidade de corrente em amperes. e 1000 A 2,5 R=px-=0,0178x--=7,12 ED R = resistencia em ohms (D); p = resistividade do material em ohms. mmvm: n z.n POTENCIA E ENERGIA ELETRICA A resistencia R depende do tipo do material, do comprimento, da secao A e da temperatura. Cada material tern a sua resistencia especffica propria, ou seja, a sua resistividade (p). Entao, a expressao da resistencia em funcao dos dados relativos ao condutor e: 'Georg Simeon Ohm (1789-1854) .. :.-_~;~>!( ;:~'.. .'~; A resistencia varia com a temperatura de acordo com a expressao Como vimos, para haver corrente eletrica, e preciso que haja diferenca de potencial e urn condutor em cir­ cuito fechado para restabelecer 0 equilfbrio perdido. Se 0 circuito estiver aberto, teremos d.d.p. mas nao cor­ rente. A diferenca de potencial entre dois pontos de urn campo eletrostatico e de I volt, quando 0 trabalho reali­ zado contra as forcas eletricas ao se deslocar uma carga entre esses dois pontos e de I joule por coulomb. onde: ";'." 7:-= comprimento em m; A = area da secao reta em mm'. 2.9 DIFEREN(;A DE POTENCIAL OU TENSAo = = = : Conccitos Basicos Necessaries aos Projetos c = fluxo em weber; B = inducao em weber por metro quadrado; A = area em metro quadrado. U R I :,2-,,-: ~-r-;'~,.~~"i~,. Sabemos que, para executarrnos qualquer movimento ou produzir calor, luz, radiacao etc. precisamos des­ pender energia. A energia aplicada por segundo em qualquer destas atividades chamamos potencia. Em ektricidade, a potencia e 0 produto da tensao pela corrente. Ja vimos que: E lo.' n !; ~~ i =­ dW dq ou dW = E dq Se referirrnos ao tempo dt, temos: -dw = dt E -dq dt OU I P = E i . joule coulomb joule ou seJa P - x - - - = - - - = watt. , - coulomb segundo segundo I ou, para finsins ora . prances, Ip=UXII r Instalacoes Eletricas Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e )e medido em watts, entao: = volt I X ampere = RI, substituindo, temos I .eja, a potencia e 0 p ~= e I 000: ; ; ] = = RP '\ Os medidores de potencia eletrica sao conhecidos como wattimetros, pois sabemos que a potencia pressa em watts por meio das formulas conhecidas: :omo a unidade watt e, muitas vezes, pequena para exprimir os valores de urn circuito, us amos I) ou 0 megawatt (MW): :omo V 29 2.12 MEDIDORES DE POTENCIA [Watt [ 1 kW a Execucao ~as Instalacoes Eletricas 106 watts 0 quilowatt P P I = VI - corrente continua; = VI cos ()- corrente altemada monofasica; P = -.J3 VI cos V - I cos () - ] P produto da resistencia pelo quadrado da corrente. - ()- corrente altemada trifasica, onde as letras representam: ten sao em volts; corrente em amperes; fator de potencia: potencia em watts. Assim, para que urn instrumento possa medir a potencia de urn circuito eletrico, sera necessario 0 emprego de duas bobinas: uma de corrente e outra de potencial. A ac;:ao mutua dos campos magneticos gerados pelas duas bobinas provoca 0 deslizamento de urn ponteiro em uma esc ala graduada em watts proporcional ao produto volts X amperes (Fig. 2.17). Note-se que a bobina de tensao ou de potencial esta ligada em paralelo com 0 circuito e a bobina de corrente em serie, 8xemplo e220 volts e a corrente necessaria, 20 Qual a potencia necessaria para fazer girar urn motor eletrico cuja tensao e ex­ imperes? SolUfiio p = UXI = 220 X 20 = Walts 4400Wou4,4kW. '\ energia, como vimos, e a potencia realizada ao longo do tempo; se, no exemplo anterior, do durante 2 horas, a energia consumida sera: 0 motor ficar i W = 4,4 X 2 = 8,8 kWh ~nt1io, 0 quilowatt-hora e a unidade que exprime 0 consumo de energia em nossa residencia. Por esta ra­ ,na "conta de luz" que recebemos no fim do rnes estao registrados 0 rnimero de kWh que gastamos e 0 )r a ser pago dependendo do prec;:o do kWh e de outras taxas que sao incluidas na conta (Fig. 2.16). ~ r l ! Frente !111111111I11~lllllllllmlllllmllllllllllllll .,,,..,,,,,;1;., .......",.... ....",..... _-.0,..,.."", ... ""'.-, . .,-- '~.-':;;:~~~~~~ __ 5-~jJ • >'0..... ~ .. ..l>.:.to:>...... i Verso IJ1&D.d.al $ ~~~-:--~~~~-p--: [-, ..... ,-­ _ ...... e-.-_~"::"'~~~.::::::.=:.:..."":"===~ Nc>I.oFlseallSli"-U....... CoN~"oE~EU1nu - potencia ativa; - potencia reativa; - potencia aparente. .q""q,,~. srlueu:I..e auarv ,~.,,,, . Fig. 2.17 Esquema de urn wattfmetro, Light C_p_.dallgM Fig. 2.16 ~---.----: .JANnOOO ....... .. ,;;;;:;; d ~~ :l'IlOfnOOO .:::-~~ (J - potencia ativa (1) Q= Uisen 6 - potencia reativa (2) N= UI - potencia aparente (3) r1-;';;!~~;l:m ~_~7._ Fig. 2.18 Triangulo de potencia. --.':i,~.;;~7;::· . "'~~\.'>' .., ~. .. ~~. (-;.i::f~;::;. · "._": r 30 Instalacoes Eletricas Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e e e Nesta figura, a componente I cos e chamada de componente em fase com a tensao U, e I sen e 0 com­ ponente em quadratura. Em corrente continua, a corrente I e a tensao U estao sempre em "fase''. entao a poten­ cia e sempre 0 produto UI. Em corrente ahemada, a potencia ativa e 0 produto da tensao U pela componente de I em fase, ou seja, UI cos e. Somente no caso em que cos e= I temos a potencia ativa igual ao produto Uf. Os wattimetros s6 medem potencia ativa, ou seja, aquela que dissipada em calor. Conhecidas a potencia ativa P, a tensao U e a corrente I, podemos, usando a expressao (1), determinar 0 fator de potencia (cos e). a Execucao das Insralacoes Eletricas 31 Cada fabricante tern caracteristicas pr6prias, ou seja, 0 rnimero de rotacoes do disco para indicar 1 kW· h e variavel, . Os quatro mostradores da figura indicam as diferentes grandezas de leitura, ou seja, unidades, dezenas, centenas e milhares. As companhias de eletricidade retiram mensalmente as leituras dos registradores de cada medidor, e estas leituras devem ser subtraidas das leituras do mes anterior para se tel' 0 consumo real do meso POI'exemplo, se no mes de fevereiro a leitura no fim do mes for de 5 240 e no final de janeiro 5 000, 0 con sumo de energia em fevereiro tera sido de 240 kW . h. Na Fig. 2.20 vemos as partes constituintes de urn medidor de energia eletrica, a saber: e 2.12.1 Medidores de Energia Ja sabemos que a energia e a potencia dissipada ao longo do tempo, ou seja: Base - de ferro fundido; Disco - de aluminio lavrado e com orificios; Mostrador - constituido de ponteiros e escala graduada em kW . h (esta registrando a leitura de 5 240); Compartimento dos,bomes - onde sao ligadas a linha e a carga; Parafuso de ajuste - para regulagem do instrumento. E!!J e Se 0 tempo considerado for de uma hora, a energia expressa em watts X hora. Como esta e uma unidade muito pequena, na pratica usa-se a potencia em quilowatts, e a energia sera em quilowatts . hora ou kW . h. Exemplo Mostrador Se em urn circuito a tensao e de 110 volts, a corrente medida e de 10 amperes, 0 fator de potencia e igual a I (somente resistencia), em oito horas, qual a energia consumida? Registrador 2'~:;;':~-;~1~'2 SolUfiio 3\:V7'-<::}3W7V3 ~ 5 ~ 5 ~ 5 h65 4 W = 110 X 10 X 8 = 8800 watts' hora ou 8,8 kWh. A energia eletrica emedida por instrumentos que se chamam quilo . watt· hora . metro; esses instrumentos sao integradores, ou seja, somam a potencia consumida ao lange do tempo. (Vel' final desta secao.) o principio de funcionamento do medidor de energia e 0 mesmo que 0 de urn motor de inducao, ou seja, os campos gerados pelas bobinas de corrente e de potencial induzem correntes em urn disco, provocando a sua rotacao (Fig. 2.19). Solidario com 0 disco existe urn eixo em conexao com uma rosca sem-fim, que provoca a . .­ rotacao dos registradores, os quais fornecerao a leitura. .:,." ~~~~~so de .r~ill~r?G; Compartimento dos bornes I Bobinas de corrente ~ ~--I L....I nJ . ,eL. I ~_U~__ J Bornes Discode alumfnio I ---n---O-i ~ Fig. 2.20 Partes constituintes de urn medidor de energia. Freio 1/---,'I1\'-"~I , I maqnetico i ~ t· E ;" r~ r,~ i-c­ l~ De modo semelhante ao wattimetro, a bobina de potencial e ligada em paralelo com 0 circuito e a bobina de corrente em serie com a carga, de modo a ser percorrida pe1a corrente total. A liga~ao dos medidores deve obedecer as caracteristicas particulares do circuito, ou seja, rnonofasicos (fase + neutro), bifasicos (2 fases + neutro) ou trifasicos (3 fases + neutro). .Na Fig. 2.21 vemos a ligacao em urn circuito monofasico, em urn circuito bifasico + neutro e em urn cir­ CUilo trifasico. Ao se ligar urn medidor de energia, deve-se IeI' as instrucoes do fabricante e observar as caracteristicas: i L1 i L2 Fig. 2.19 Esquema de urn quilowatt-hora-metro. Tensao nominal: 120 ou 230 volts; Corrente nominal: 5, 10, 15 amperes; Freqiiencia: 50 ou 60 ciclos: Numero de fios do circuito.' r 32 Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e a Execucao das Instalacoes Eletricas Instalacoes Elettieas Foi pensando nisso que a CEMIq difundiu a "Tarifa Amarela", ainda em fase experimental, utilizada por 500 consurnidores apenas. Esta "Tarifa Unica" e multiplicada pelo consumo mensal dos consumidores residenciais. o horatio de ponta verifica-se entre 18 e 20 h, quando a tarifa e mais alta, visto que neste horario as redes e os geradores estao mais carregados. Ha urn horario complementar entre as 17 e 18 he das 20 as 22 h, quando as redes ainda estao carregadas e urn horario livre entre 22 h e 7 h do dia seguinte, quando as redes estao descarregadas. Assim, as concessionarias deverao substituir os medidores de energia eletrica convencionais por outros medidores que registrem 0 horario do consumo, a iinica maneira de estimular 0 con sumo fora do horario de pico. Os consumidores industriais e comerciais tern, nos sistemas de ar condicionado e frio industrial, os maiores consumidores de energia eletrica, Em certas instalacoes que usam 0 sistema de circulacao de agua gelada para oefon-cotls, ha possibilidade de economia, em esc ala industrial, na producao de gelo no horario das 22 as 7 horas do dia seguinte, e sua utilizacao para 0 ar condicionado, no horatio comercial (Sistema de termoacumu­ _ la~ de energia). Quanto a iluminacao, ha possibilidade de grande economia no consumo na utilizacao de lampadas mais econornicas, que todos os fabricantes de lampada e luminarias tern oferecido aos consumidores. Outra possi­ bilidade de economia em projetos para grandes ediffcios comerciais esta em se dividir os circuitos de modo que as Himpadas junto as janelas possam ser ligadas ou desligadas por meio de circuitos com elementos fotos­ sensfveis: dia claro, ate 0 nfvel de 250 lux, por exemplo, as lampadas permanecem desligadas; dia escuro ou noite, os elementos fotossensfveis permitem a ligacao dos circuitos. Urn programa de govemo vinculado ao Ministerio de Minas e Energia - Procel- promove 0 combate ao desperdicio de energia eletrica em todo 0 pais. No quadro a seguir e visto em quanto 0 PROCEL, nos anos de 1995 e 1996, economizou em energia eletri­ ca. Econornizou 0 suficiente para construir uma usina com capacidade instalada de 565 MW, representando urn investimento de 1,13 bilhao, R-----1 N I S I Carga Linha I N Linha MONOFAslCO Carga Llnha TRIFAslCO COM DOIS ELEMENTOS Carga TRIFAslCO COM TRES ELEMENTOS Fig. 2.21 Ligacoes de medidores de energia. 2.12.2 Economia de Energia Eletrica Por ser uma energia de alto custo, todo projeto de energia eletrica deve visar a economia. Existe urn projeto federal orientando as concessionarias de energia eletrica, bern como os usuaries para que o consumo seja 0 minima possivel. Isto possibilita nao so evitar 0 desperdicio no consumo individual dos usuaries da energia eletrica (diminuicao de despesas), como rninimiza os investimentos na producao de trans­ missao e distribuicao, afetos aos orgaos do govemo e de concessionarias, Tomemos 0 exemplo do perfil de consumo de energia eletrica da CEMIG, uma das principais concessiona­ rias brasileiras em 1996. 0 consumo total de CEMIG foi de 37,535 GWh, assim distribufdos: Residencial Comercial Industrial Rural Outros v-s ----> ----> ----> ----> 16,9% 6,9% 55,8% 3,4% 17,0% I GWh I MWh I kWh = 109Wh = 106Wh = 103Wh Vamos nos fixar no setor residencial, onde se constata que os maiores consumos referem-se a refrigeracao, iluminacao e aquecimento de agua. A parcela relativa ao aquecimento de agua tern 0 seu "pico" em torno das 19 h, quando 0 uso do chuveiro eletrico e maximo. Por ser urn aquecedor instantaneo de alta potencia, 0 chuveiro eletrico e 0 maior responsavel pelo pico do consumo residencial, conforme pode-se ver no quadro a seguir: Resultados anuais 1995 1996 Reducao da demanda de ponta 103 293 Energia total econornizada 572 1970 Usina equivalente (MW) 135 430 270 860 \ Investimento evitado (bilhoes de reais) Este quadro apresenta :c~rVa- d.e. ~~~9~'1~p~~a:-~ R~·~l~~riclal .',9~~IG: 0 con sumo de energia em MWhJh em funcao das horas do dia. 2.12.3 Calculo Matematico da Energia ~~/" Desejando ter uma nocao mais profunda sobre 0 significado de integracao ao longo do tempo, devemos recorrer as definicoes matematicas, Recordemos os seguintes conceitos: . ~ 1~~~~~i+;5\ - area sob a curva; - integra~ao entre limites. A area sob a curva de uma funcao que varia ao longo do tempo e dada pela expressao: · .. sc~1'"':f::;;~;9)61~·1ld=mr,~:wa.: . ".:,:," ..-.:.}, . -: , =;". A = ·'.i~~ Suponhamos f I ~:' Se fosse usado outro tipo de aquecedor de agua, por exemplo urn aquecedor solar, a energia poderia ser reduzida de 80% para os aquecedores bern instal ados e mantidos. 33 ~ 0 dt grafico a seguir, no qual vemos representada a funcao f (r), variando ao longo do tempo. ~b, o hI""" f~ f(t) ~ .'1:'.:,: "-.~ :.-,' ' .. >..'"" ~ . ,. :':.l.~::J2 :{~·.t ~".'. • : ; "".' «,; ~: I r 34 Instalacoes Eletricas Conceitos Basicos Necessaries aos Projctos e Se quisermos saber a area sob a curva representada pela funcao f(l), teremos que fazer a integrayao entre os limites 0 e II desta funcao, Tambern na eletricidade podemos exprimir a variacao da potencia ao lange do tempo e fazer a integracao entre os Iimites considerados para obtermos a area sob a curva, que representa a energia consumida. aExccucao das Instalacges Eletricas 3~ Como se trata de urn triangulo, poderiamos obter facilmente este valor calculando a area desta figura geometrica: W = 30 x 10 = ISO kW . h 2 Exemplo I Exemplo3 Vamos supor que desejemos saber a energia consumida em 10 horas de funcionamento de urn forno eletrico que consome a potencia constante de 20 kW. Esses dados podem ser representados no seguinte grafico: 'J Vamos supor urn consumidor qualquer que, no tempo t = 0 (quando foi iniciada a rnedicao), consumia 20 kW e, ap6s 10 horas de consumo, a demanda passou,linearmente, para 50 kW. Qual a energia consumida? Graficamente, temos a representacao do consumo: kW i w 50 __ ------ ---------- horas Aplicando a expressao matematica, temos: = W 20 10 1 0 W = 20 [t]~o = 20 x 10 = 200 kWh. Pdt horas 10 Como temos urna funcao constante, e facil saber a area do retangulo representado por W: A reta que exprime a varia~ao da potencia tern a seguinte expressao matematica: W = 20 X 10 = 200 kWh. P = 3t 10 + 20)dt= Exemplo2 W = l(3t o Neste exemplo, 0 valor da potencia nao e mais constante, ou seja, varia desde zero ate urn valor qualquer, de forma linear. Seja 0 grafico a seguir, no qual temos uma carga variando desde zero ate 10 kW em 30 horas. + 20 [3 2 + _t_ 2 irea d0 trapezio: ' '. W O mesmo resultado sera obtido pela area \ 20t JIO = 350 kWh 0 50 + 20 =- x 10 = 350 kWh. 2 kW 10 Quando a variacao desta funcao P nao for linear, a integracao matemiitica podera ficar extremamente diff­ cil, so sendo resolvida por aproxirnacoes. 1/ e Em qualquer instalacao eletrica, a potencia em jogo no circuito quase sempre variavel, em especial con­ siderando-se uma grande instalacao como edificios, bairros, cidades etc.; em cada hora a potencia solicitada dos geradores varia conforme 0 tipo de consumidor. horas I 3U Aplic.ando a expressao matematica, temos: W = f30 Jo Como ja foi dito, os medidores de energia operam a integracao da funcao potencia ao longo do tempo con­ siderado. Pdt 2.13 CORRENTE CONTINUA E CORRENTE ALTERNADA Agora P nao e mais constante e sim variavel com 0 tempo; segundo a equacao de uma reta passando pela origem e com 0 10 1 coeficiente angular de 30 ou "3' f 1 I P=- t. 3 I· W Substituindo na equacao, temos: W= 30 1o W ;. i:;~ [ .!. tdt =.!. f30 3 Jo 3 =.!. x 3 900 2 Ha dois tipos biisicos de corrente ou tensao eletricas de aplicacao generalizada: corrente ou tensao continua e corrente ou tensao a1ternada.' tdt Tensao continua e aquela que nao varia ao longo do tempo. ~ A tensiio pede ser expressa pelo grafico da Fig. 2.22, onde vemos representados, no eixo horizontal, os tempos e, no eixo vertical, a amplitude das voltagens. ! =.!. [~]30 3 ~ 2 0 = 150 kW . h --- *UmaCorrente continua resulta de uma rensao continua,e uma corrente alternada resultade uma tensao altemada. ~I r 36 Instalacoes Eietricas Conceitos Basicos Necessaries aos Projeros e Tensao (volts) T I 12 W f Frequencia e o Tempo Fig. 2.22 Grafico da tensao de uma bateria de automovel de 12 volts. [J\freqiiencia e 0 mimero de ciclos por segundo. 0 perfodo sao in versos urn do outro. Assim: Como exemplo de fontes de corrente ou tensao continuas temos as pilhas, baterias e dfnamos. Na corrente ou tensao alternada, temos, ao contrario, a tensao variando de acordo com 0 tempo. Podemos I f~ ~ I definir: [ 37 perfodo em segundos; 3,14; radianos por segundo (velocidade angular). 7T Continua aExecucao das Instalacoes Eletricas Corrente alternada e uma corrente oscilat6ria que cresce de amplitude em relacao ao tempo, segundo uma lei definida. Substituindo esses valores na expressao (I), temos: I w~27Tf I Na Fig. 2.23 vemos urn exemplo de corrente alternada na qual a tensao varia desde zero ate urn valor ma­ ximo positivo de 120 volts, no tempo f l , depois inicia-se a dirninuicao ate 0 valor zero, no tempo 12, depois aumenta no sentido negativo ate 120 volts, em f 3, e se anula, novamente, em t•. Como dissemos que a frequencia da corrente altern ada de que dispomos em nossas casas e de 60 ciclos por segundo, 0 valor da velocidade angular sera: w ~ 2 X 3,14 X 60 = 377 radianos porsegundo. Tensao (volts) + 120 As frequencias de urn sistema eletrico de luz e forca sao consideradas muito baixas, porem em sistemas de transmiss1ies de radio e TV sao altas, por isso sao medidas em quilociclos ou megaeiclos. Sao usuais as ex­ pressoes quilohertz e megahertz. . Assim: '4 Tempo I quilohertz I megahertz Fig. 2.23 Grafico de uma tensao a1temada. I 000 hertz ou I 000 ciclos/s; I 000 000 hertz ou I 000 000 ciclos/s. 2.14 CIRCUITOS SERIE R-L-C Este conjunto de valores positivos e negativos constitui 0 que chamamos de urn cicio, e na corrente que dispomos em nos sa casa ocorre 60 vezes em urn segundo, ou seja, 60 ciclos por segundo ou 60 hertz. Os mais curiosos fariam logo uma pergunta: entao quer dizer que a nossa luz apaga e acende cerca de 120 vezes em urn segundo? Exatamente, porem nesta velocidade nao se percebe visualmente esse rapido pisca­ pisea porque 0 filamento da lampada nem chega a se apagar por completo. Na luz fluoreseente, que funciona por meio de outro princfpio que veremos mais adiante, esse "pisca-pisca" pode representar ate urn perigo, pois em salas que possuem maquinas rotativas, como por exemplo ventiladores, pode ocorrer que tenhamos a sen­ sayiio de que a maquina esta parada, se estiver girando na mesma velocidade que 0 "pisca-pisca" da corrente, e uma pessoa distraida po de sofrer urn acidente ao tocar no ventilador. Este fen6meno charna-se "efeito estrobosc6pico". Do acima exposto, temos as seguintes definicoes: Ia virnos que 0 fen6meno de inducao eletromagnetica e 0 responsavel pela producao da energia eletrica que vai abasteeer as grandes cidades. Pelo fato de a producao se basear em geradores rotativos, a tensao gerada co­ meca de zero, passa por valor maximo positivo, se anula e depois passa por maximo negativo, e novarnente se anula, dando origem a urn ciclo. Esta tensao alternada gerada pode ser representada pela sen6ide (Fig. 2.24): [ U Urn w 1 [!erfodO e 0 f tempo necessario 11 realizayao de urn cicio. u = Urn sen wf I valor instantaneo da tensao; valor maximo da tensiio; velocidade angular em radianos por segundo; w = 271f tempo em segundos. freqiiencia em cis ou Hz 2.14.1 Ondas Senoidais Ou seja: ~]J (I) yejamos como e trac;:ado 0 grafico de uma onda senoidal (Fig. 2.24). A esquerda da figura vemos urn vetor que representa a intensidade de uma tensao alternada, tracado em .' ., eSCala (por exemplo: I em = I V). . ·:'.{:::i» ',~, -t-.v...·~·.', "-. :' ic»: ~ -:':'::" r 38 Instalacoes Eletricas Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e U +1 - . ·:':~_"' .:-".", .~";":";''';::'~''.: "."/-" p-,' ':'~'i~~';~<";-:_;>"" .• :...rs:» , .. c, ":'~'~~';::;'':'~ -, ­ , 46 Conceitos Basicos Necessaries aos Projctos e aExecucao das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas Para os circuitos trifasicos, temos urn outro fator, resultante da cornposicao vetorial das tres fases, ou seja: U 220 13 = R = 20 = 11 A; 3 -J3 ou 1,73: I = I, + I, + IJ = II + I I + 11 = 33 A. 3) I P = 1,73 X U X I X fator de potencia I 11 =RIIf =20xll z = 2420W; Pz = RzIi = 20 x liz = 2420W; P3 = R3I} = 20 x lIZ = 2420 W; P = P, + P, + P, = 2420 + 2420 + 2420 = 7260W. Os valores do fator de potencia variam desde 0 ate lou, em termos percentuais, de 0 a 100%. 0 valor 0 representa uma indutancia pura, eo valor 1, urn circuito resistivo. Uma indutancia pura nao existe na pratica porque e impossfvel urn fio sem alguma resistencia, por isso 0 valor zero nunca e obtido. VerifiC"faO U = R,q X 1= 6,66 X 33 ss 220 V ou P = U X I = 220 X 33 = 7260 W. Exemplo Urn motor trifasico de 220 volts exige da rede 25 amperes por fase, com fator de potencia de 80%. Calcular a potencia fornecida pela rede. Exemplo4 Solufao Vamos supor urn circuito paralelo com resistencias, indutancias e capacitancias: P = 1,73 X U X I X fator de potencia; P = 1,73 X 220 X 25 X 0,8 = 7612 W. o fator de potencia baixo, isto e, menor que 0,85, pode trazer serios problemas numa instalacao, como, por exernplo, aquecirnento dos condutores, por isso deve ser corrigido com a instalacao de capacitores (ver Cap. 9). 20 n 2.16 CIRCUITOS PARALELOS Os circuitos paralelos sao os mais utilizados nas instalacoes eletricas. A resistencia equivalente de urn circuito paralelo, com trss resistencias, R R2 e R" e: Fig. 2.37 Circuito paralelo. " 1 - ~ + -~ + -~ .-.. R, R, ~ If'' j~" "'} " '1 IR = 5440 = 55 A (em fase com lt: = 440 10 = 44 A (atrasado 90° em relacao a U) ou It = 44 Ie = 440 20 = 22 A U) ou I R LQ. amperes = 55 3 I s». Fig. 2.36 Circuito paralelo. (avancada 90° em relacao a U) ou Ie = 22 1- 90 amperes 1+ 90 amperes A corrente total I sera: Exemplo3 1 R= [ f< I I I 3 20 20 + 20 + 20 = 20 ou R =:1 = 6,66 Q. U cos 8 = I R = ~ = 0 928.'.8 = 21 8° I 59,23' , r Solurao I) I=-JI~ +(IL --Ic)' =-J55' +(44-22)2 =59,23A , f r Num circuito de 220 volts, desejamos instalar Ires lampadas iguais cujos filamentos tern a resistencia de 20 ohms. Qual a resistencia equivalente? Qual a corrente resultante e a potsncia total dissipada? ~. Quais sao as indutancias e capacitancias? XL 220 2) II = - = - = l I k . 20 R . 10 = 26 mH 377 = (f)' L:. L= - (f)=2nf=27rX60=377c!s I lz = U R z 220 = 20 = I Xc = (f)c II A; ~ C 1 =-- = (f) . Xc. 1 - - - = 132 JlF 377 X 20 4~ r Instalacoes Eletricas Conceitos Basicos Necessarios aos Projctos e 'c ,f R I I 12 10' R 120 =- 22 = 5 45 n. ' Agora R , e R = 5,45 ohms estao ern serie: I I , 1 R - = - + -' _,-----.-u I 'c 49 Esta resistencia equivalente de 12 ohms esta ern paralelo corn R" ou seja: k----r­ 'L ­ a EXCCll<;aO das Instalacoes Eletricas R, I I I Esta resistencia de 7,45 ohms I Y 'i: + 5,45 = 7,45 n. e a resistencia equivalente do circuito. Fig. 2.38 R, ~a Potencia ativa: P = UI cos IJ = 440 ou X P= = 8 X 55' 1= 59,23 == 24184 watts Rl2R 59,23 X 0,928 ~~R = 24184 watts 1- 21,8°A , ~b Fig. 2.40 Reducao da Fig. 2.39. (corrente atrasada em relacao a tensao) Suponhamos que V = 100 volts, e desejamos conhecer as correntes que circulam ern cada brace do circui­ to da Fig. 2.39; entao: lSERVAc;:Ao _ 100 I 1 - 7,45 = 13,42 A. Quando sao apenas duas as resistencias em paralelo, R, e R" a resistencia equivalente sera 0 quocien­ te do produto pela soma delas: Conhecendo II' calculamos aqueda de tensao ern R, do seguinte modo: R1R2 V, Req = R 1+R2 Se R, = R2 , resulta Req = -+ R ',' R R Sf e orem n resistencias: eq = ­ n r 12 ­ 1 - 'a' a 1 2 ~R2 b I, Ra = 12 + la la 13,42 = 26,84 V. = 100 - 26,84 = 73,16 V. V R; ab = _ 73,16 = 7,31 A. 10 Pela Fig. 2.39, vemos que: I II = I, + 13 :.13 = II - 12 = 13,42 - 7,31 = 6,11 A. A queda de tensao ern R 3 sera: c I =2 X Conhecendo-se a tensao, a corrente I, sera: I: Euma combinacao das ligacoes serie e paralelas em urn mesmo circuito. N as instalacoes eletricas usuais, J. circuito misto e mais encontrado, pois, embora as cargas estejam ligadas ern paralelo, pelo fate de os fios ~' 'ern resistencia ohmica, esta resistencia deve ser considerada nos calculos (Fig. 2.39). ~ I, R/, Va' = V - VI I l 17 CIRCUITO MISTO R, = Entao, ~ R4 V 3 = Rl3 = 2 X 6,11 = 12,22 u, = Ri3 = 10 X 6,11 = 61,lOV. V; e em R. sera: ~ Verifica<;:ao: d Fig. 2.39 Circuito misto. No circuito da Fig. 2.39, as resistencias R I , R 3 representam as resistencias do condutor eletrico, e as resis­ icias R" R. representam as cargas, por exemplo, Iampadas. Vamos calcular a resistencia equivalente e, para fixar ideias, supor R, = R3 = 2 ohms e R, = R. = 10 ohms., Comecemos pelo trecho a - c - d : ' Va. = V3 + V. = 12,22 + 61,10 = 73,32 V (resultado ligeirarnente diferente devido as aproximacoes nas contas). 't:1 8 LIGA<;:;Ao EM TRIANGULO E EM ESTRELA ~osas cargas: circuitos trifasicos, M dois tipos basicos de ligacao, tanto para os geradores e transforrnadores como sao as liga<;:6es ern triangulo ou ern estrela. ',S" R3 + R . = 2 + 1 0 = 1 2 n . ,3 , : ~, . . r_·~-'_~,; ':i (!:.~.' , .". ;,-::~, '. .. ' •. -.-- ~.::- - ),~,". . .:~:~',\_-!~!: r, . r 50 ConceitosBasicos Necessaries aos Projctos e a Exccucao das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas Dutra maneira de representarrnos a ligacao ern triangulo 2.18.1 Ligacao em Triangulo ou Delta 51 e a seguinte: Neste tipo de ligacao, a associacao dos enrolamentos tern urn aspecto identico ao do triangulo, a _ le . Uab ,_ Ib b I Ubc Uca Fig. 2.41 Circuito trifasico ligado em triangulo. Fig. 2.44 Diagrarna de ligacoes de urn circuito trifasico em triiingulo. Para fixarmos ideias, vamos supor que Q, b, c sao os tenninais dos enrolamentos de urn motor trifasico, recebendo tensoes entre fases Uab, Ub" U" de urn gerador, as quais, como ja sabemos, estao defasadas de 120', ou seja, estao de acordo corn a Fig. 2.41. 2.18.2 Ligacao em Estrela Eo outro tipo de ligacao trifasica na qual se junta, ern urn unico n6, urn terminal de cada enrolamento. Na Fig. 2.45 vemos uma carga Iigada ern estrela, Este ponto comum constitui 0 neutro da iigacao, e nos sistemas eletricos mais usuais no Brasil 0 neutro e Iigado a terra. Uab I 120 0 .1200 120 a, 0 Uea Ube -­'a 1 1 UaN jUab Fig. 2.42 Diagrama vetoriai das tensoes da Fig. 2.41. '".;... As correntes la' II» I, sao chamadas correntes de linha e, no caso presente, sao iguais ern m6dulo, porem defasadas de 1200 entre si. Dizemos que as correntes sao iguais porque 0 circuito trifasico de urn motor e dito equilibrado. 0 diagrama completo corn as correntes e tens6es sera: , I I , e b lc Uab UeN Fig. 2.45 Circuito trifasico ligado em estrela. Analogarnente, as correntes la' II» I, sao as correntes de linha, porem nesta ligacao temos dois tipos de tensoes: lea - tens6es entre fases, ou tens6es compostas UalP Ub" U,a; -rensoes entre fase e neutro UaN' UbN• U,N' o A relacao entre as tensoes de fase e as de fase e neutro e sempre a raiz quadrada de 3, ou seja, 1,73, donde: Uea 'tc Ube Vab = 1,73 X UaN Vb, = 1,73 X UbN V,a = 1,73 X U,N. Fig. 2.43 Diagramavetorial complete da Fig. 2.41. As correntes de linha serao a soma vetorial das correntes de fase: i a = t; + iae ; i b = t: + ibe ; i, = iea + i.; I' fi i A ligacao ern estrela tern esta grande vantagem de termos duas tens6es diferentes disponiveis ern nossa rede, possibilitando ligar, por exemplo, motores ou lampadas ern 127 ou 220 volts. As cargas dos grandes ediffcios sao quase sempre ligadas ern estrela, pois constituem-se de diversas cargas monofasicas e, no conjunto, comportarn-se como carga trifasica Iigada ern estrela. Se as cargas estao equili­ bradas entre as fases, ou seja, se existe 0 mesmo valor da corrente entre fase e neutro, a corrente resultante no neutro e nula, r <, 52 Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e aExecucao das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas A potencia num circuito trifasico equilibrado e tres vezes a do circuito monofasico. N a Fig. 2.45, temos: V ab P == 3 X I, X VaN COS e ==.. 3 X I, X r;:; cos . "\13 2.19 LEIS DE KIRCHHOFF e,­ Ha duas leis estabelecidas por Gustav Kirchhoff' para resolver circuitos mais complexos, com geradores em diversos bracos 0 que, muitas vezes, torna impossfvel a solucao pela determinacao da resistencia equiva­ lente. donde: [ P == .J3 . V ab . I a cos e I· I.' Lei: A soma das correntes que chegam a urn n6 do circuito e igual 11 soma das correntes que se afas­ tam. a No exemplo da Fig. 2.39 para 0 n6 a temos: Re N II == 12 '" > ' I jR e e + 13 , Chama-se "n6" ao ponto de juncao de tres ou_mais braces de urn circuito eletrico, ~Re b 53 2.' Lei: A soma dos produtos das correntes pelas resistencias em cad a malha do circuito eigual 11 soma algebrica das forcas eletromotrizes dessa malha. Fig. 2.46 Carga trifasica ligada em estrela com neutro. Chama-se malha a urn circuito fechado qualquer percorrido em urn sentido arbitrado; por exemplo, lido horario. Na Fig. 2.39, temos as seguintes malhas: Exemplo malha 1 malha2 malha 3 Urn ediffcio residencial possui 10 apartamentos, cada urn com carga monofasica em 120 volts igual a 4 000 watts, somente de Iuz. Como seriam dimensionados os cabos alimentadores do predio pelo criterio da capacidade de corrente? gerador - a - b - gerador; a - c - d - b - a; gerador - a - c - d - b - gerador. Ri, + R212 == 100 OU 211 + 10 12 == 100 (2) R313 + Ri3 - Ri2 == 0 OU 21 3 + 1013 - 1012 == 100 (3) P = 4000x IO==40000W; P = 1,73 X U X I X fator de potsncia; t = 1,73 X 120 = 208 volts. Na malha 2, temos: Para 0 casu presente, vamos considerar 0 fator de potencias igual a 1 (luz incandescente), entao: Nota-se que a parcela R 212 tern sinal negativo porque se opoe ao sentido horario estabelecido. Da equacao (3), temos: l = - - P - - 40000 =llIA 1,73 X U 1,73 X 208 Entao, os tres condutores fase serao dimensionados para III amperes, porem 0 condutor neutro pode ser dimensionadopara corrente bern menor, dependendo do equilfbrio da corrente entre as fases. Na situacaoideal de todas as trss fases registrarem correntesiguais a III amperes, a corrente de neutro seria nula, porem sabemos que na pratica isto nao acontece, pois, mesmo que a instalacao esteja muito bern executada, os consumidores nunca solicitam a mesma corrente da rede. 1213 10 - 1012 == Oou 1012 == 1213 :.13 == - 12 , 12 Da equacao (2), temos: 21 1 = 100 - 10 12 OU I, Outra maneira de representarmos a ligacao em estreia e ilustrada pela figura que se segue: e 51 2 , 50 - 51 2 10 = 12 + - 12 12 :.12 = 7,31 A. Donde tiramos: r ~ Neutro = 50 - SUbstituindo estes valores em (1), temos: l b sen­ Vamos aplicar as leis de Kirchhoff no mesmo exemplo anterior (Fig. 2.39). Na malha 1, aplicando a 2.'lei, temos: SolUfiio Carga total: a 0 Fig. 2.47 Diagrama de ligacoes de urn circuito trifasico em estrela. ! -. 13 == 6,10 A; I, == 13,42 A. (Mesmo resultado obtido anteriormente.) 1\ 'Resultado identico sera obtido considerando a Fig. 2.41, onde a corrente de fase e a corrente I. dividida por ,J3e U.. = U (fase). I 'Gustav Robert Kirchhoff 0824-1887). . ';~" :'. ~'.;;' I ";::,-;>:" .,". "n'~, .~;~ r Conceitos Basicos Necessaries aos Projeros e 54 aExecucao das Instala~6es Eletricas 55 Instalacoes Eletricas Para 2.20 CORRENTES E TENSOES EM REGIME TRANSITORIO 0 .~> = Ate agora 0 nosso estudo tern abordado 0 comportamento dos circuitos eletricos em regime permanente, " isto e, 0 desempenho das tensoes e correntes depois de decorrido urn tempo relativamente longo, apos 0 fecha- , mento das chaves dos circuitos. Agora estudaremos 0 comportamento no regime transitorio, isto e, deste tern- I po t = 0, quando urn circuito e fechado, ate 0 regime permanente. Como vimos, ha componentes dos circuitos, como a indutancia e a capacitancia, que se opoem as variacoes das correntes e tens6es, pelo fato de acumularem energia e restituirem-na nas bruscas variacoes de correntes ou tens6es. tempo t 0= > Vo - 0, temos: ~ lidt - (2.3) Ri Diferenciando para e1iminar a integral e rearranjando: (2.4) di I dt C R-+-i=O 2.20.1 Circuito R-L A conduta de urn circuito eletrico, ou de qualquer outro sistema ffsico, pode ser descrita por .equacoes inte­ grais e diferenciais. Nos circuitos eletricos, as equacoes que os regem sao obtidas pela aplicacao de leis expe­ rimentais aos elementos do circuito, levando em consideracao, as fontes extemas ou intemas. Na Fig. 2.48, por exemplo, uma bobina de indutancia L e resistencia R, transportando a corrente 10 , e subi­ tamente curto-circuitada, fechando-se a chave s, no tempo t = O. A equacao que rege a corrente i como funcao do tempo t, apos 0 fechamento de s, pode ser obtida pela lei de Kirchhoff, aplicada a voltagem no circuito serie, ou seja: L v = 0 = - R I· - L -di dt OU R'I + L -di = 0, (2.1) dt que e uma equacao diferencial homogenea de I." ordem cuja solucao i = ~ I R Fig. 2.49 Circuito RC. ! e da forma: Ae,r, onde A e amplitude e s, a freqiiencia. SolUfiio da Equaf iio A solucao da equacao diferencial consiste em achar uma funcao que satisfaca a equacao. Consideremos a Substituindo na equacao (2.1): RAe" + Ls Ae" Ae" (R + Ls) = equacao (2.4); esta equacao diz que a cornbinacao da fun~ao i(t) e sua derivada deve di ser igual a zero. Isto implica que a forma da funcao e sua derivada sugere uma funcao exponencial. Se fizf6nos: 0 R = 0, onde R + Ls = 0 :. S = - L . No instante t = 0: i o = Aeo = A = 10 , entao: I A equacao hornogenea contern somente termos relativos aos circuitos: a solucao desta equa~ao e indepen­ dente de qualquer solu~a6 forcada, por isso e a resposta natural do circuito. I oe1J = A e", derivando: di - = sA e" dt ondeA e uma amplitude e s uma freqiiencia, e e a base dos logaritrnos neperianos. Substituindo na equacao (2.4): (2.2) i=l RsA est + .!. A est = 0 C ~_,+i'o ( Rs + r ~) A est = 0, para todos os valores de t. 's R>:t Nesta expressao, urna das solu~6es e para A = 0, mas e uma solucao trivial. A outra solucao e: t Fig. 2.48 Circuito RL. Nota-se que nao ha voltagem no circuito fechado, ainda que 10 continue a fluir, mas a corrente cai exponen­ cialmente com 0 tempo, apos t = O. 2.20.2 Circuito R-C Outro exemplo e mostrado na Fig. 2.49, onde a capacitancia C tern uma voltagem inicial Vo (ou carga ini­ cial Qo = CVo)" sendo subitamente curto-circuitada atraves da resistencia R, no tempo t = O. ! l t ! ~ ~ 2L Rs + -1 = 0 :. s = - -I , C RC G en t­ao : k rI = A e­ Para avaliar a amplitude A, retomernos a equa~ao original: Vo - 1- J'idt C 0 Ri = 0 (2.5) r I 56 ! Instalacoes Eletricas Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e e consideremos urn tempo t = 0+ (urn instante ap6s t = 0). A integral da corrente em relacao ao tempo repre­ rO+ senta 0 fluxo de carga, que exige urn tempo finito para ser transferida. No tempo t = 0+, a integral J, idt = 0; Se quiserrnos entretanto, as condicoes iniciais sao tais que: i= 0 0 a Execucao das Instalacoes Eletricas 57 ~; valor da corrente, substituindo em (2.6): 6 e -1 = 6 x 10-3 x 0,368 = 2,2 rnA -3 10 i~ v. Vo - 0 - Rio = 0 ou i o = ~ R Pela equacao (2.5), para t i o = A eO = Vo A R Exemplo 1 a = ,4, assim: 0 circuito ser fechado: ~I " (amperes) V. 05V­ \ -­I ; e = ~ I (2.6) RC = J S;Pdt Mas este fluxo de corrente remove carga e reduz a voltagem ( dv c / dt = = W= 1 i L!!!..= lOx~=500 dt 0,01 Jj V Ll: Entre 10 e 30 ms .... Y = 0 Entre 30 e 35 ms .... Y = - 10 x J!2... = 0,005 i:::: "1' 11'1 ,:1: :'<~li 1000 V :i~ A energia acumulada pela bob ina e: :J 2 2 W= Li 10 X 0,5 . 2" = - - 2 - - = 1,25 Joule 'I::1\ Esta energia dissipada em 5 ms provoca ionizacao do ar e aparecimento de centelha nas velas, suficiente a ex­ plosao no motor. Esta energia provocar~ interferencia em radios, se nao for instalado urn capacitor para absorve-la, 2 :~i: \ if c­dv 2.20.4 Circuito R-~C - Resposta natural- Sistemas de 2'" ordem dt Substituindo na equacao (2.7): I' Y= atraves do capacitor 2 · .~ . d dq dv Para as capacitancias, temos: q = Cv. Diferencian 0, temos: - = C - ou i = dt dt dv Cv-·dt=C o dt Fig. 2.50 Dados do exemplo. ! EntreOe 10ms .... L i di = ­ Li 0 t (ms) SolUfiio (2.7) I' 35 .~ iJ S;vidt di, temos: W = Como v = L dt 1 30 10 e resistor e deste modo a corrente e reduzida. Como a volta gem decresce, a corrente e reduzida, a voltagem varia mais vagarosamente e a correrite forna-se menor. As indutancias e capacitancias acumulam energia durante 0 periodo transit6rio; estas energias sao restituf­ das quando 0 circuito e interrompido, por isso dizemos que as indutsncias se opoem 11 variacao de correntes e . as capacitsncias, as variacoes de tensao, Para se avaliar a energia inerente a indutancia, ao Ion go do tempo t: W I I A explicacao ffsica des sa expressao maternatica e baseada no fato de que a corrente no resistor e proporci­ onal 11 voltagem, enquanto a corrente no capacitor e proporcional 11 taxa de variacao da voltagem. Ap6s 0 fe­ chamento da chave, a voltagem total do capacitor e aplicada atraves do resistor, e a corrente inicial e alta O H i e para todos os valores t ap6s ~ (i • n Vamos supor 0 primario de uma bobina de autom6velligado diretamente bateria de 12 V, com resistencia de 24 e indutiincia de 10 henrys. Qual a energia no momento do i:Iesligamento do platinado, se a corrente varia de acordo com a figura? = 0+: , i = I) Consideremos 0 ~) circuito serie rIc da Fig. 2.51. !:l IIII 2 cv vdv=-­ 0 2 !' 2.20.3 Constante de Tempo Por definicao, constante de tempo e0 tempo em que t 0,368, ou aproximadamente 87%, ou seja, = 1. 0 fator exponencial da equacao (2.6) L e reduzido a e- I '" R RC Exemplo: Se no circuito da Fig. 2.49 temos: R = I 000 n e C = 2 /LFe Vo = 6 V, a con stante de tempo sera: t = RC = 103 Fig. 2.51 Circuito rlc. 0 2 X 10- 6 = 2 X 10- 3 S OU 2 ms «.: :;1::. _.- - - - --"":-"-;-", rry • • • -.'.\' ; •. >::J ~i- -r 58 Conceitos Bssicos Necessaries aos Projetos e aExecucao das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas Se ha mais de urnelemento armazenador de energia, a conduta do sistema emais complicada, mas a analise seguinte a mesma que nos casos anteriores. Num circuito RLC, a energia pode ser armazenada na indutancia ou na capacitancia, Vamos supor que neste circuito existe uma voltagem inicial Va na capacitancia e, antes de a chave ser ligada, nao hi! corrente na indutancia, nem energia armazenada em seu campo magnetico: a resis­ tencia nao armazena energia. Segundo 0 procedimento geral para deterrninar a conduta natural, em primeiro lugar escreveremos a equa­ ~ao que rege usando a lei de voltagem de Kirchhoff. Depois de fechada a chave e seguindo a malha na direcao dos ponteiros do relogio, tem-se: 5.' =0 =- L -di - Ri + Va - -I idt dt C a 59 Os valores de R, L e C sao todos reais e positives, mas os valores de s, e S2 podem ser reais, complexos ou e "L.J v ". ;';':~:.:.<::;".: :, :_.;:" :,' ': ." imaginarios. Para se saber 0 carater da equacao diferencial de 2." ordem, devemos achar 0 "discrirninante": R2 1 LC (2.14) tl.= --­ 2 4L e positivo, as rafzes da equacao caracterfstica serao reais, negativas ou distintas. B) Se 0 discriminante e negativo, as rafzes serao mimeros complexos ou, no caso especial R = 0, puramente A) Se 0 discriminante imaginaries. (2.10) C) Se 0 discriminante e zero, as raizes sao reais, negativas e iguais. t= 0 A- RAlZES REAIS E DlSTINTAS Diferenciando em relacao a dt e rearranjando a equacao: Se 0 discriminante na equacao (2.14) e positivo, s Ie S2 serao reais, negativos e distintos, e a conduta natural ea soma de duas respostas de decaimentos exponenciais, 2i d di I L-+R-+-i=O dl 2 dt C (2.11) Exemplo2 Na presenca do segundo elemento armazenador de energia, cresceu a ordem da mais alta derivada; esta equacao tfpica do sistema de 2." ordem. Supondo uma solucao exponencial, tomando: e i = Ae", que, Dado 0 circuito da Fig. 2.52. detenninar e tracar a curva da resposta em corrente como funcao do tempo depois que a chave fechada. e substitufdo na equacao homogenea, fomece: 2 -di = sAe st e -d 2i = S2 dt dt S2 LAest Ae sr I + sRAe st + - Ae st = 0 ou Ae st ( Ls 2 + Rs + -2) = 0, que R=4fl, L =1H C e satisfeita quando: (a) Ls 2 I 2 R 1 +Rs+-=Oous +-s+-=O C L LC Fig. 2.52 Circuito ric Para este circuito serie a equacao e a soma de tres terrnos, cada urn relativo a urn elemento do circuito; nao contem voltagens ou correntes, somente terrnos caracterfsticos do circuito. Tarnbem, para esta equacao, espe­ ram os obter a informacao a respeito do carater da conduta natural; e a chamada equacao caracterfstica, muito iitil na analise de sistemas. As rafzes desta equacao caracterfstica sao: R sl = - 2L ~ + ~4i! - LC R e S2 = - 2L - ~ ~4i! - LC i (A) + ~ 2 I <, <, vo . . . . . . . . --t (2.12) J Se i l = A,e'"/ e i 2 = A2e'"2' satisfazem a equacao linear homogenea, isto e, fazem-na igual a zero, entao a soma dos dois terrnos tambem satisfaz a equacao, (2.13) A solucao mais geral e: i = A,e'"/ + A 2s'2' onde Al e A 2 sao deterrninados pelas condicoes iniciais e s, e circuitos. S2 sene. / /' -t e ~ ~ ---- ---Va e-st 2 2 t (s) (b) / _ Va / 2 sao determinados pel as constantes dos Fig. 2.52(a) ~; t ;0 ~ Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e Instalacoes Eletricas SolUfiio e a resposta natural e, de acordo com a equacao (2.13): 1 = 4 _ 3=T ~= _4_=2 e ~ _---!...-=.!i ___ 2L 2 x i 4L' LC 4 1 x .!. i = AI e (- I + j4)1 + A2 e (- I - j4)/ i = A,e- / + A 2e- 3/ 't~1 R 2 1 1 R 2 2 a=2L=I;W n= LC=17;LC- 4L2=wn - a =17-1=16 (2.14) '~[I: Assim: S, = - IX + jw e S2 = - lX - ~; jw, e a forma geral da-equayae (2.15) e: ':Ii' + A2 e<- a - i = i o = 0 = A,e o + A 2eo = AI + A 2 , entao A 2 = - AI i = Ale(- a + jw)t Tambern a voltagem Ri atraves da resistencia e zero, entao: Pela equacao de Euler: _ di 'v = Vo_entao: - = ­ o dt (2.16) jw)t jl:r Substituindo na equacao (2.16) e fatorando: .~:. ,.l .i~,'! '0 di _ Vo _ 0 _ _ _ di-z:--Ale -3A2e --A]-3A 2 --AI +3AI-+2AI i Resolvendo: onde A Ie A 2 sao constantes que podem ser mimeros complexos. Assim, os coeficientes de cos wt e sen wt, os termos Al + A 2 e j (AI - A,) , podem ser mirneros reais que chamaremos B I e B2 • Entao: i = f V- e- t - = -Vo e A2 = 2 A] . Idos em (2 . 14), d-ao: = - -Vo que, su bsutui = e: at [(AI + A 2 ) cos wt +j ., I (AI - A 2 ) sen wt] i = e: at [B, cos wt + B2 sen wt] 2 I'i' A:! " (2.17) mIl ~i ,ijl A soma da funcao co-seno e da funcao seno pode ser outra funcao seno propriamente defasada. A equacao (2.17) pode ser reescrita para dar a resposta natural: f V­ e- 3" que esta representada na Fig. 2.52(a). ~ll .~ : , (2.18) = Ae-·' sen (wt + e) i :J~.' que e uma sen6ide amortecida, onde A e 0 sao as constantes a serem deterrninadas pelas condicoes iniciais. RAIZES COMPLEXAS I- ~ :'1 &"" = cos wt + j sen wt e: jWI = cos wt - j sen wt L Da equacao (2.14) para t = 0+ e diferenciando: Al = -Vo ou Al 2L ~I 2 Para avaliar as constantes, consideram-se as condicoes iniciais. No instante em que a chave e fecha­ da, a voltagem atraves da capacitancia e v, = Vo e a corrente na indutancia e iL = O.Como a energia nao pode ser trocada instantaneamente, estes valores sao mantidos ate 0 fechamento da chave a t = 0+. Em t = 0+, a corrente em cada elemento neste circuito serie deve ser zero, ou pela equacao 2.14. VL = Vc ou L dt tl (2.15) = - 2 + I = - 1 e S2 = - 2 - 1 = - 3 e da equacao (2.13): di 61 A interpretacao ffsica da equacao (2.15) exige 0 auxflio de matematica. Se fizermos: 3 Sj aExecucao das Instalacoes Eletricas Se 0 discriminante na equacao (2.14) e negativo, s, e S2 sao complexos conjugados, e a conduta natural una sen6ide exponencialmente amortecida. i:l , B: , ~ ~ r' , e ~!~ ·Gl Exemplo4 Exemplo3 :~ ~ Reescrever a equacao (2.15) do Exemplo 3 como uma sen6ide amortecida e deterrninar a resposta natural depois do fechamento da chave. 1 Se no circuito daFig. 2.52 fizermosR = 211; L = 1 He C = natural. n F, derivar a expressao para a resposta SolUfiio j~~ • Hl SolUfiio ~ = 1e w = ~ 1 _ R 2L LC 4L ~I 2 Da equacao (2.12), tiramos: - R 2L 2 = -- = 2x 1 Para a = R2 1 4 I 1e - = - - = - 16 4L2 LC 4 ~ 17 Entretanto: SI =-1+~-)6 =-1 + ja e s; =-1-~-16 =-1- j4, onde j = R 2 WI = 4 radls Ilj !~ ~ A equa9ao (2.18) sera: I i == Ae-' sen(4t 1"', ;j *' di + di == Ae- 4 cos(4t + I ~ 0) e 0) - Ae-' sen(4t + 0) ~i~f 11'do1 ~~.;., -.': . : :'\')'.:.. \ '; ~" " ;;' . . :,~, -: 62 ......_~-~.!.~\' •._", ...• ~~;--~~> .•: .". r Instalacoes Eletricas Conceiros Basicos Necessarios aos Projctos e ,I (iL Para avaliar as constantes, recordemos que, depois que a chave e fechada, a corrente deve ser zero = 0), e a taxa da variacao da corrente deve ser c- Para t = 0+ = 0 = Aeo sen(O + A e finito; entretanto, 0 = 0) = A sen 0 dt ')~~~~ ;.~~:r.: aExecucao das Instalacoes Eletricas . 63 RAfzES REAIS E IGUAIS ExemploS Dado 0, e -~ = Vo = Ae o4 cos(O) - "~r:,'.,.' ° dt i ..•. _. ,; . Diz-se que 0 sistema descrito por uma equacao com rafzes complexas e oscilatorio ou sobreamortecido; em con­ traste, quando as raizes sao iguais, diz-seque sistema esuperamortecido. A condicao-limitepara oscilacao edita "criticamente amortecida", e ocorre quando as rafzes sao reais e iguais. Para este caso, 0 discriminante e igual a zero. Fisicamente este nao e urn caso importante, porem representa a Iinha limite dos dois regimes. di = Vo (desde que v, = Vo = VL = L-) Vr/L !.~- -~:.~.- Ae o sen(Q) = 4A :. A = _Vo 0 circuito serie RLC com L 1 = I He C = "3 P, caJcuJar 0 valor de R para 0 amortecimento crftico. SolUfiio 4 Para que as rafzes sejam iguais ° discriminante e zero ou Assim: R2 I R 2 = 4L 4 C = T = 12 .. R = 4L2 - LC = 0 .. i = Vo e:' sen 4t 4 ~ «: sen 4 t eigual a zero para t = 0 Se as raizes sao iguais: S2 ~ e:' e0 decaimento exponencial. i o perfodo de oscilacaoe 0 inverso da frequencia T 1 211: 211: f OJ 4 0 di = 0 e calcuJar 0 A resposta forcada de uma funcao peri6dica e urn comportamento estacionario, embora a corrente ou ten­ sao variem com 0 tempo, continuamente. Todo abastecimento eletrico de potencias elevadas e feito em cor­ rentes altemadas em regime estacionario, ou seja, as tens6es e correntes variam periodicamente, mas as fre­ quencias tern que ser mantidas constantes e com valores padronizados (50 ou 60 Hz). Nas transmiss6es de radio ou TV, as frequencies variam de alguns kHz a centenas de MHz, mas as correntes e tens6es envolvidas sao da ordern de milivolts ou miliarnperes, i = Vo e- t sen 4 t "4 .....- Vo e" t -... " 4 '- + A 2 e" 2.21 CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA EM REGIME PERMANENTE t. itA) "4 entao: = Ale" + A 2e" = Ae" i = Ale" valor maximo, fazer a derivada dt Vo = Sl = S, Porem, a solucao geral para esta eq. dif. de 2." ordem e: = - = - = - = 1,57s ef= 0,63 Hz. Se desejarmos -J1z = 3,46 n 3 i= Vo e"t sen 4t ?,,4, 2.21.1 Valores Medics e Valores Eficazes 3 o 1,57 s Por definicao, uma funcao peri6dica no tempo tern a forma: t(s) fit + 1) /' -r: "4 Vo e"t = fit) onde Teo perfodo ern segundos. Vo "4 A corrente senoid 254'e peno iodiica com penn Iodo 21r, e sua equacao e: , idal mostrada na P'I g.. 0 Z' = W ._ Fig. 2.53 Sen6ide amortecida. (f+ w 21r) = lOcos (rot + 21T) = l-lOcosw t ~' lOcos OJt 64 r Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e aExecucao das Instalacoes Elctricas I Instalacoes Eletricas I II 65 2.21.3 Valor Eficaz (rms) Em muitas aplicacoes, estamos interessados na capacidade de transmissao de energia eletrica. i I I o i I T ! T Fig. 2.54 Correntes senoidal e peri6dica. Por definicao, 0 valor rnedio de uma potencia variavel e 0 valor media da potencia que, no perfodo T, trans­ fere a mesma energia W. Assim: Fig. 2.55 Tensao nao-senoidal, mas peri6dica. ' +T 'Il; I~ il~ ,~I ( Pmidio X T= J, pdt Entao: Pm'd'o = -1 T iTpdt. Por convencao, P = J/dt media 0 = P au: \ Conforme 0 tipo da aplicacao, deve-se levar em conta: - valor maximo - para aplicacao de reles; - valor rnedio - para deposicao eletrolftica na corrente continua; - valor eficaz - para aplicacoes de potencia. P> -1 T Se a patencia eletrica e transforrnada em calor numa resistencia R: 2.21.2 Valor Memo P o valor de uma corrente variavel no perfodo Teo valor estacionario da corrente que, no mesmo intervalo, r+ I mu i, x T ~ -1 0 lmldio = -1 iT pdt = -1 ToT iTi 2 R dt = j2,r R, ou seja, 4 0 A corrente eficaz I,re aquela corrente constante que, no mesmo interval a de tempo, produz a mesma quantida­ de de calor que uma corrente variavel jet), numa mesma resistencia R, au seja: transfere a mesma carga. Por definicao: r' T iTpdt 0 i(l)dt = Joidt ou '« TI JfTo ;2 dt = ~ . ~ 'I :u ~~ "; I T = -1 que e definido como "valor medic quadratico" 1=, (root mean square). Para uma onda senoidal: i = 1m cos oz, temos: idt 0 ";,. :':~ :'i' Do mesmo modo, para a tensao, temos: I T VmlJ io = -1 12 vdt ( cos -271: 2 T dt J= -Tom 1 I cos iT 2 2 -271: dt T J 0 Sabe-se que: cos 2a Esta entendido que, para ondas peri6dicas, 0 valor medic e medido ao longo de urn cicio completo (ou urn mimero completo de ciclos), a menos que urn intervalo diferente seja especificado. Por exernplo, 0 valor medio para urna onda triangular rnostrada na Fig. 2.55 e igual a metade do valor do pico, ou 1 iT I 2 = -Tom sej~, a area sob a curva J~ vdt, para 2 cos- a -1 :. cos- a = ut:n cicio: = -I;' 2 Inn' det=Oat=T 2T iT( ~ = cos2a - sen2a = cos2a + I _ ;~ _ , entao: , " I + cos -471:) dt T 0 = -1;' [t 2T 471:-t. ]T + sen T 0 I VmMi, = "2 v'n T P Para a onda senoidal, 0 valor medic em urn cicio e zero; a carga transferida no semiciclo positivo e igual e em sinal contrario da transferida no semi cicIo negativo. Em certas aplicacoes, estamos interessados no valor medic para urn semiciclo. Assim temos: I"middo = = _1_ T/2 J+ T /4 = ,-T/4 ~ T J+1 T /4 m -T/4 I; [sen(%}+ sen (%)J = ; (.!....J (271:)W t dt = 2 1m 271: t]+ T /4 cos sen T T 271: T -T/4 t; = 0,636 t; I 12 == --.!E.. [T + sen 471:] 2T = .!!!... I~ == -fi 1m t; 2 cos tot = 0,707 = -1 2 2 (1 + cos 2M) valor media de cos' t ;& WI = ': 0,5 ",,',:' 66 Instalacoes Eletricas I 1,0 / 1-'f A r m~dio Valor 2 -de cos wt Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e a Exccucao das Instalacoes Eletricas Urn motor eletrico deve ser especificado para uma earga variavel com 0 valor medic de cos wt e zero e que para ondas senoidais 0 valor eficaz e 0 , 67 Exemplo Fig. 2.56 Valor eficaz (nns). Nota-se que .'-,~ .•;~I.~:·~;~· o valor nominal de muitos equipamentos eletricos ou mecilnicos e baseado no valor rms, por exemplo: motores eletricos com carga variiivel; motores de automovel com potencia de 300 cv devem ter a capacidade de aceleracao de 0 a 80 krnIh ern 2,4 s; urn motor de caminhao ou motor eletrico tern a sua potencia nominal baseada num uso contfnuo, sob um Iongo perfodo de tempo sem uso excessivo. Urn motor eletrico de 50 cv pode desenvolver duas ou Ires vezes esta potencia por curtos perfodos. Se operado em sobrecarga por longos perfodos, as excessivas perdas (proporcionais a i2R) aumentam a tempera­ tura de operacao, e 0 isolamento, em curto tempo, se danifica. wt / 27T :" ..; .. 2.21.5 Aplicacao do Valor rms 2 cos wt = t (1+ COS2 wt) f - - \- i/ - [ - : '·~('i}.~{..u; -r ~ valor medio de cos' wt eO,S, ou, em outras palavras, I valor maximo vezes -./2 = 0,707. 0 0 tempo, de acordo com a Fig. 2.58. p (cv) 10 2.21.4 Instrumentos de Medida Basicamente, os instrumentos de medida convertem 0 efeito ffsico em uma quantidade observavel, Os oscilosc6pios de raios cat6dicos convertem uma voltagem aplicada em urn spot resultante de urn feixe eletronico numa tela, ou seja, registram os valores instantilneos. Nos amperfmetros de corrente contfnua, a corrente circula por uma bobina suspensa em urn campo magnetico [ver Fig. 2.57(a)] e produz urn "torque" comprimindo uma mola espiral. Enquanto 0 torque ediretamente proporcional acorrente instantanea, a alta inercia do movimento (bobina, suporte e agulha) prove rotacao que registra numa escala graduada a posicao da agulha (amperagem). Nos amperfmetros de corrente altemada, mais comuns, 0 campo rnagnetico eproduzido pel a corrente, e 0 torque resultante e proporcional ao quadrado da corrente. Em consequencia da inercia do movimento, a defle­ xao observada e proporcional ao quadrado da corrente e e calibrada para indicar 0 valor rms ([Fig. 2.57(b)]. 4 5 6 10 11 12 14 t (min) Fig. 2.58 Dados do exemplo. A potencia de 10 cv eexigida por 2 minutos e depois decai linearmente ate os pr6ximos 3 min; em se­ guida, descansa por 1 min e entao 0 cicio se repete. SolUfiio Devemos entao calcular a potencia rms I· Ponteiro f ,~ r.; = ~t I,(CV)2 x tempo Para isso devemos calcular a area sob a curva (CV)2 X tempo. Entao a curva (cv)' e a seguinte: f Bobina I· I I (CV)2 100 e Mola ........., ~ ~ (a) Corrente ' - Piv6 continua 2 4 6 8 10 11 12 Fig. 2.58(a) Resposta. Fig. 2.57 Partes de urn amperfrnetro. .~ 14 t(min) 68 r-- Instalacoes Eletricas ,1 Conceitos Basicos Necessaries aos Projetos e a Execucao das Instalacoes Eletricas 69 jl W.':11'! OBSERV A<;AO: r: = -~'I~ Sot.tfiiO A area sob a parabola e 1/3 da area do retangulo inc1uso. A area parabolica e 100 (CV)2 X 3 minl3. Sabemos que na ressonancia: ~i 2:,(100 x 2 + %x JOO) = ...;so =7,07 cv I 1 1 OJL=-:. L = - = Q)2 C (2nx8xI0 5 ) 2 X IO- 9 we ~:i" 2.21.6 Ressonancia RESUMO E urn fenomeno que se manifesta em diversas aplicacoes da ffsica e da engenharia: em pontes suspensas; nas maquinas de combustao interna; na recepcao de radio, na acustica e em todos os fenomenos vibratorios, Nesses fenornenos, ha uma forca aplicada, e a resposta depende da impedancia do circuito. Na frequencia de ressonancia, a impedancia e muito pequena, por isso pequenos inputs podem ter respostas de grande amplitu­ de, resultando em consequencias as vezes imprevisfveis, como quedas de pontes, rachaduras em vidros devi­ do aos sons; no caso da recepcao de radio, porem, ha a sintonia para a frequencia desejada. _ Conceito de energia _ Energia potencial e cinetica _ - Composiyao da materia = Corpos bons e maus condutores - Carga eletrica - Magnetismo e campo magnetico - Forca eletromotriz - Inducao eletromagnetica - Diferenca de potencial -Lei de Ohm - Potencia e energia eletrica - Medidores de energia - Ondas senoidais - Circuitos rnonofasicos e trifasicos - Fator de potencia - Ligacao em serie, paralela e.mista - Ligacao triangulo-estrela - Leis de Kirchhoff - Correntes e tensoes em regime transitorio - Circuito RL - Circuito RC - Circuito RLC - Circuitos de c.a. em regime perrnanente - Valores medics e valores eficazes -ValorRMS Resposta de frequencia A reductio da impedancia do circuito serie ressonante ocorre porque a reatancia indutiva e de sinal contra­ rio a redutancia capacitiva. Na pratica, quando a reatancia indutiva col:e igual em modulo a reatancia capacitiva _1_, ambas se anu­ wC lam, resultando apenas a resistencia ohmica, tal como se pode ver no circuito ressonante da Fig. 2.59. Para este circuito, a impedancia e: . 1 1 Z= R+ jwL+ -.-=R+wL-­ jWC »c . A frequencia em que existe esta condicao e a frequencia de ressonancia woL - _1_ = 0 :. woL = _1_ :. w 20LC = 1 :. woC woC Wo = ~ 00 0, ou seja: 1 , ou seja: LC 1fT fie I f o - 27(; f I R ~ ! v+ ~ ~ t . Ie Fig. 2.59 Ressonancia sene. Exemplo o capacitor variavel de urn circuito de radio prove a capacitfincia de I nF quando a frequencia e de 800 kC (freqiiencia de ressonancia), Calcular a indutancia L em henrys. I I R a.1;',1 'I~I' 39,6,uH ~: ' 'j' ;\i! ~i,~ II 1\ , ,I, ;~ ,i 'I': }~. 'f ::;i J;:, .' "'I \"i ,~, ~ !.i~i: bl ;~ - Ressonancia !" Exercicios de Revisao 1. 0 elemento lftio tern a representacao 3Li7. Dizer quantos protons, neutrons e eletrons ele possui. 1,;~ : 2. Definir 0 ampere (intensidade de corrente). Hi 3. Dizer quantos eletrons atravessam a secao reta de urn condutor em urn segundo, no qual a intensidade de corrente e de 10 amperes. 1. ' 4. Em urn gerador a tensao nos tenninais e U = 220 volts, a resistencia interna e de 2 ohms e a corrente ede j,il 15 amperes. Qual a sua f.e.m.? S. Urn motor e acionado por 380 volts de tensao e 10 amperes de corrente. Se a resistencia interna e de 1 ohm, qual a sua f.e.m.? 6. Calcular a energia eletrica paga no fim do mes por uma casa com a potencia media utilizada de 2 000 watts ligada durante 300 horas;o preco do kWh e de $0,15. (Nao levar em conta os impostos que incidem na conta.) 7. Efetuando-se a medicao da corrente em nossa residencia, com 0 auxflio de urn amperimetro de corrente alternada, foram achados 10 amperes eficazes. Fazer 0 desenho da onda desta corrente, sabendo-se que a freqiiencia da rede e de 60 Hz e que a tensao e senoidal. Qual 0 valor maximo? ~ i! 1 \;1· l~ji" ~ i:,:, !+ II il) !fl :;f.;;.~r-.C:_';:.T -; :.C" ,:~ • ..... ~i;.- .: ,-,~'I';. '," .,'," l Pi . ': '::-- 70 , I !~._'.<.::':;. ,~.,:, ,';\ . '", ;;~,'" ;:::.. r Instalacoes Eletricas .-,;; ;.:,.~ .::(~";: .. I 8. Calcular a resistencia equivalente de urn circuito composto de quatro resistencias em paralelo, com os I seguintes valores: R, == 2; R; = 8; R, = 10; R. 3 == 25. 9. Se no exercfcio anterior, ligarmos essas quatro resistencias a uma fonte de 120 volts, qual sera a corrente circulante? 10. Urn transformador abaixador tern a tensao do lade prirnario de 13,2 kV e a corrente I, = 2 A. Se a tensilo no secundario e de 220 V, calcular a corrente 12 , desprezando as perdas. 11. Referencia Fig. 2.49. Supondo: Vo == 20 V R == 10' ohms Projetos das Instalacoes Eletricas C == 200 microfarads calcula.: a corrente decorridos 30 milissegundos. 12. Referencia Fig. 2.50. Para L = 200 milihenrys, calcular a voltagem nos primeiros 10 milissegundos. I 13. Dado 0 circuito serie RLC com R == 3,46 e C == 3" F, calcular 0 valor de L para critico, em henrys. n 0 Ea previsao escrita da instalacao, com todos os seus detalhes, localizacao dos pontes de utiliza~ao da ener­ gia eletrica, comandos, trajeto dos condutores, divisao em circuitos, se~ao dos condutores, dispositivos de manobra, carga de cada circuito, carga total etc. De uma maneira geral, 0 projeto compreende quatro partes: amortecimento 14. Referencia: Fig. 2.55. CaIcular 0 valor medic para uma onda triangular cuja tensao maxima e 220 V e 0 penodo T = I s. I. Memoria - 0 projetista justifica, descreve a sua solucao. 2. Conjunto de plantas, esquemas e detalhes - deverao cont~r todos os elementos necessaries it perfeita execucao do projeto. 3. Especificacoes - descreve-se 0 material a ser usado e as normas para a sua aplicacao, 4. Orcamento - sao levantados a quantidade e 0 custo do material e mao-de-obra, 15. Para uma onda senoidal i == 100 cos 628 t, calcular 0 valor rms e a frequencia. Para a execucao do projeto de instalacoes, 0 projetista necessita de plantas e cortes de arquitetura, saber 0 fim a que se destina a instalacao, os recursos disponfveis, a localizacao da rede mais proxima, bern como saber as caracterfsticas eletricas da rede (aerea ou subterranea, tensao entre fases ou fase-neutro etc.), Na Fig. 3.1, vemos 0 exemplo do projeto de uma instalacao de residencia. 3.1 51MBOLOS UTILIZADOS A fim de facilitar a execucao do projeto e a identificacao dos diversos pontos de utilizacao, lan"a-se mao de simbolos graficos. Na Fig. 3.2, temos os sfmbolos graficos para os projetos de instalacoeseletricas, Foram deixadasurna co­ luna para a simbologia mais usual e uma coluna para a simbologia normalizada pela ABNT, ficando a enteric de cada projetista a simbologia a adotar. Neste livro serao desenvolvidos projetos, utilizando a simbologia usual, por ja ser consagrada pelo uso em nosso Pais. 3.2 CARGAS DOS PONTOS DE UTILIZA<;;Ao f t l • Cada aparelho de utilizacao consome uma carga especffica em watts que 0 projetista precisa conhecer. A Tabela 3.1 fomece as potencias medias dos aparelhos eletrodomesticos, 3.3 ILUMINA<;;AO E TOMADAS 3.3.1 Generalidades t: e carga a considerar para urn equipamento de utilizacao a sua potencia nominal absorvida, dada pelo fabncante ou calculada a partir da tensao nominal, da corrente nominal e do fator de potencia, Nos casos em que for dada a potencia nominal fomecida pelo equipamen to (potencia da safda), e nao a absorvida, devem ser considerados 0 rendimento e 0 fator de potencia. "~.- 'SeOpl?J'l s~Q5elelSU! op SOl~fOJd arad sooYYIll sOloqWJS Z·£ ':l!,f -eserJod ~wUJ SC: ap SBZIM c:ap saJoJnP -uoc £ ~Ulu61S (••) "alUapuods9JJOa 01 -lnaJla 'iii"""11- ~op ·UE'UJ~ ep Oluodop ~ea!PUI e 'iiie (.) - .... ° sa!?~rehJa9qQ --e ......­ ----j ~ +­ @-J (ew&IUI) IlpBJadeu eLlojalElI ep epeuioj ("'I 'a (ewelXa) ep -ered 9U auoJalel ep epewol (S~'a (sepewB4a",) JOp -lll:lunue QJpllnO(<3 ~·o 911Uledweo (~1'9 e1Jefil0(o~ 'a opaJlldeu wapI (6'e olalou was ap epJas (,,'a opaJedeu waPI CJ:e olalou o~!Jlil,a o!BOlay(g·a . "D' 'S ~p (oS1d op ww 00£ ~) elPilUJ ep'llUJo.1 (C:'a ~ 5 ~ ~ lensn ("H7S-l;I8N) lel'lly l~~~=~~l ~ - t:~~ auolale\ ep eX!Il:) (S·:l (9!)JOJ e znJ)OP!lnqwa re..lofi OJpeno (~,.~ ' o¢eufi!sea .... -ln~ISIP """:I:"" -±­ --r­ -r­ (HoTS-l;jON) lensn op' a SOlna(q JOlllneX~ (9~·1l ap~~~~~8:1;~~g $ -Jews op 2n, (SL"'l o G e!J'o\nuu'oj ("rB °In:l"l!\9qo IlpedwYl (£~'& (9wePl"aJ g8lJ,Urwnr sanp WO:lalsod (C:~'a JOjl1//'l::f {t ~"1l OIl!)eZ\lIlUlS (ora (':l18Sap -enue'SedweJ)oOal1U1 op 0i!)BZ!lEU!S te-e (el:lUifilewe /BJ61") 0191 ou al -ue:lsaJOnu ZIT1 (S'8 (el:lUifiJawa J&!5{A)0lal ou 01 -UO:lSepu~u! zn, (,'a ® o-o c (%) • ~.- ~-."O~'l>~"- (op~nqwa) 0lal ou a' zn, (9·'0 apared eu al -US:lS010nu znl (9'e 0lIlIOU 81 ·uaasaJOnu znl (p·e (oPllnqWG) olal ou 8jUaOS8pvr.1uI ztll (&·e apllJedeu alUa:l -9apu~u/ zn, (a"S 0181 OUIII -uo:lsapU~lIJ znl h"e -ua:l~eJonlJ -.o~·:Ei""OI'~JIJJ ~ "OOIlI~-"- -p.; ~.t~ lW" ap - ~ (9 opueceep eesac le~'J ---­ ---­ ":"~~- enb OmpDJl9/3 I, ~'q 9:lSep enb OmpOJleJ3 (9.'q sqoo anb 0\npOJIOI3 (Sl'q 'lpeJod9Uwafies ·sed ap aXleo ("rq 0\9\OUwa611s -sed ap eXleo (S\'q os!d ou weBas -sed ap eXlao (U·q soq~ ep 0lf91 (~~'q t~l omp ou OJlnau JO/APUo;) (,"q cmp ou e$l!J-JOlnpU0:J (g'q ropepunue 'wcs '04u!edwlf:J Is-q oqd ou ouolOlal (t'q 0ISIou eUOJOliU (S"q OSld au 0p!lnqW3 (c:,q &paJedno Olel ou oPlmqW3(r-q -+­ _._.­ (S306vOINnW -00) SIIl!:lods3- Al (sleWeJ'S>I 'X8Vd) eUOIOja.1-111 81101918.1-11 Il~O\ a zn1-1 :os!d ou SBlIl~ ep 9We\S!S (6 ~ 'q opulqns esaed enb 0inpOllal3 (arq ./ ./ -+­ ap sOJpBno(:l I1IlU/edwe:l21ed oUJOla, lWW o· ~ ep JOlnpuO:) (C:irq e4uledUJoa arad cnneu lWW O'~ &p JOjnpuO:) (~a'q IJ4Uledwe:l lU1ld8S"Ilj lWW O'~ ep JOlnpuO:) (oa'q ./ .//' /' /' ~./' -UJe:I - ompou enal JOlnpuo~ (B'q olnp ou OUJOlSJ ap JOlnpuo;)l,,"q 0 sepedw~1 -eIJBJ jBnSn (mS-l::l8N) o!1!)'IluBlsea .mv j9tllV a SalOl (e ·s8]J~Ulwnl oy.l8uBIS9(J ".'......"d... ~ '" ·13 o a. r-- ­ - -r-- I e 'e>" '" 0 0> E ~ "0 f- ~ f­ Q) "0 '" '" a '" E "0 ~ a a a '" ~ N ..... ~ C\J o _:J '" a a 0 Ll1 « > a ~ ",. '" ~ '" '" <0 a a a a a a aa ~ ~ '" ~ ~ ';(-r--: 1-_3_: :l a ,.: ,,; " <\i 0" aoi oi '" ;;,: Q) '" )( « ~ '" '" '" ci. ~ Q) 0­ " ~ 0> E ~ ;; Q) '§ o <0 <0 '~ o'" I «i a ~ i - - -;- 4 r--t-i-,.-,-,~' '" '" a 0 0 -"1 I I a '" "l~ '" ~ ~ "' . <\i '" .j <\i '" <\i '" f a ~ ,2:'" "l '" "'. .j <\i <\i <\i '" '" > "! '" ex> "'­ X ;:: N '" «i '""cO on ;::'" E ~ w a. '" '" " '" .Q) ~ a « _0 a a 0a " a '" '" '" a '" ­ '" -g"~.~~ a'" 0 ~~ ~- ~ a '" ~ ~ ~ ~ '" 0 a "'0 I ~~~~ <0 §~ ~G aa f­ ~ a '" '" ~ '" ~ a " ~ Ll1 :? G. '" g'" g'" t----+,r-+-+--i-+--i iii '" " .Q) (5 a. ~ a ~ .", a E -' u; E '(; '" a 0­ <0 a ... '" '" '" i:! (j '" " '" " ~ N '" ... '" '" <0 ,.. ~ '" '" «-' ~ f­ ~ ... ...:,•• 74 ."I·)';'~ ", ....:".. •.. ; •. .:.::'l>.~:; ... Instalacoes Eletricas Projctos das Instalacoes Eletricas Tabela 3.1 Potencies Medias dos Aparelhos Eletricos em Watts' Aparelho :..:~:: ~.~ "'.:-, Potencia (W) Aquecedor de arnbiente Aquecedor tipo boiler Aspirador de p6 Barbeador Batedeira Chuveiro Circulador de ar Aparelho de som Enceradeira Esterilizador Exaustor Ferro de engomar ­ comum Ferro de engomar - regulavel Fogao eletrico com 4 chapas Fogao eletrico com 2 chapas Forno de microondas 1000 1500 200 50 100 2 SaO" ISO 300 300 200 300 500 1000 5 000 2500 1200 _ Aparelho em banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, areas de services, lavanderias e locais analogos, no mfnimo 600 VA por tomada, ate tres tomadas, e 100 V A por tom ada, para as excedentes, considerando cada urn desses ambientes separadamente; - nos demais comodos ou dependencias, no minima 100 VA por tom ada. Potencia (W) Geladeira comum Geladeira duplex ou freezer Grill Liquidificador Maquina de costura Maquina de lavar roupa Projetor de slides Radio Relogio Secador de cabelo Secador de roupa Televisor Tomeira termica Torradeira Ventilador 75 200 500 1000 200 100 500 100 50 5 1000 600 200 2500 1000 Em halls de escadaria, salas de manutencao e sala de localizacao de equipamentos, tais como casas de maquinas, salas de bombas, barriletes e locais analogos, devera ser prevista no minimo uma tomada. 3.3.4 Tomadas de Uso Especifico As tomadas de usa especffico devera ser atribuida uma potencia igual a potencia nominal do equipamento a ser alimentado. Quando nao for conhecida a potencia do equjpamento a ser alimentado, devera se atribuir a tornada uma potencia igual a potencia nominal do equipamentomais potente com possibilidade de ser ligado, au potencia determinada a partirda corrente nominal da tomada e da ten sao do respectivo circuito. Tomadas de usa especffico devem ser instaladas no maximo a 1,5 m do local previsto para 0 equipamento a ser alimentado. ISO 3.4 DIVISAO DAS INSTALAQOES 'Ref.: Light - Regulamento para Suprirnento de Consumidores. (Reproduzido com autorizacao.) "Ha chuveiro de maior potencia: 4.000 W ou 5.000 W. Toda a instalacao deve ser dividida em varies circuitos, de modo a: 3.3.2 Iluminacao - limitar as consequencias de uma falta, a qual provocara apenas seccionamento do circuito defeituoso; - facilitar as verificacoes, os ensaios e a manutencao; - evitar os perigos que possam resultar da falha de urn unico circuito, como, por exemplo, no caso da ilu­ rninacao. Para aparelhos fixos de iluminacao a descarga (luminarias fluorescentes, por exemplo), a potencia a ser considerada devera incluir a potencia das lfunpadas, as perdas eo fator de potencia dos equipamentos auxili­ ares (reatores). Em cada comodo ou dependencia de unidades residenciais e nas acomodacoes de hoteis, motels e simila­ res, devera ser previsto pelo menos urn ponto de luz fixo no teto, com potencia minima de I00 VA, comanda­ do por interruptor de parede. Em comodos ou dependencias com area igual ou inferior a 6 m 2 devera ser pre­ vista uma carga de pelo menos 100 VA e com area superior a 6 m2 devera ser prevista uma carga minima de 100 VA para os primeiros 6 rrr', acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros. Observaciio: Os valores apurados correspondem Ii potencia destinada Ii iluminaciio para efeito de dimensionamento dos circuitos, e niio necessariamente Ii potencia nominal das lampadas. 3.3.3 Tomadas de Uso Geral Nas unidades residenciais e nas acomodacoes de hoteis, rnoteis e similares, geral deve ser fixado de acordo com 0 seguinte criterio: Chama-se de circuito 0 conjunto de pontos de consumo, alimentados pelos mesmos condutores e ligados ao mesmo dispositivo de protecao (chave ou disjuntor). Nos sistemas polifasicos, os circuitos devem ser distribuidos de modo a assegurar 0 melhor equilibrio de cargas entre as fases. Em instalacoes de alto padrao tecnico deve haver circuitos normais e circuitos de seguranca, Os circuitos normais estao ligados apenas a uma fonte, em geral, a concessionaria local. Em caso de falha da rede, havera interrupcao no abastecimento. Estes circuitos sao rnuitas vezes chamados de "nao essenciais". Os circuitos de seguranca sao aqueles que garantirao 0 abastecimento, mesmo quando houver falha da concessionaria. Como exemplo de circuitos de seguranca, podem-se citar os circuitos de alarme e de prote­ ,ao contra incendio, abastecidos simultaneamente pela concessionaria ou por fonte pr6pria (baterias, gera­ dares de ernergencia etc.). Os circuitos de seguranca sao muitas vezes chamados de "essenciais" (ver Item 6.2). 0 mimero de tomadas de usa em banheiros, pelo menos uma tomadajunto ao lavat6rio; em cozinhas, copas, copas-cozinhas, areas de service, lavanderias e locais analogos, no mfnimo uma tomada para cada 3,5 m, ou fracao de perfrnetro, sendo que, acima de cada bancada com largura igual au superior a 0,30 m, deve ser prevista pelo menos uma tomada; em subsolos, garagens, sotao, halls de escadarias e em varandas, salas de manutencao ou localizacao de equipamentos, tais como casas de rnaquinas, salas de bombas, barriletes e locais analogos, deve ser pre­ vista no mmimouma tomada. A circuitos de tomadas de usa geral que atendam a esses locais deve ser atribufda uma potencia de no minimo 1000 VA; nos demais comodos ou dependencias, se a area for inferior a 6 m', pelo menos uma tomada; se a for maior que 6 rrr', pelo menos uma tomada para cada 5 m, ou fracao de perimetro, espacada tao unifor­ memente quanto possfvel. area Os circuitos de iluminacao devem ser separados dos circuitos de tomadas. Em unidades residenciais, ho­ teis, rnoteis ou similares sao perrnitidos pontos de iluminacao e tomadas em urn mesmo circuito, exceto nas cozinhas, copas e areas de service, que devem constituir urn ou mais circuitos independentes. Devern ser observadas as seguintes restricoes em unidades residenciais, hoteis, moteis ou similares: a) circuitos independentes devem ser previstos para os aparelhos de potencia igual ou superior a 1500 VA (como aquecedores de agua, fog6es e fomos eletricos, maquinas de lavar, aparelhos de aquecimento etc.) ou para apareIhos de ar-condicionado, sendo permitida a alimentacao de mais de urn aparelho do mesmo tipo atraves de urn s6 circuito; b) as protecoes dos circuitos de aquecimento ou condicionamento de ar de uma residencia podem ser agru­ padas no quadro de distribuicao da instalacao eletrica geral ou num quadro separado; c) quando urn mesmo alimentador abastece varies aparelhos individuais de ar-condicionado, deve haver uma protecao para 0 a1imentador geral e uma protecao junto a cada aparelho, caso este nao possua pro­ te<;:ao intema propria. . Cada circuito devera ter seu pr6prio condutor neutro. Em lojas, residencias e escrit6rios, os circuitos de d1Stribui,aodevem obedecer as seguintes prescricoes mfnimas: OnsERvA<;Ao: No caso de varandas, quando niio for possivel a instalaciio de tomada no proprio local, esta deverd ser instalada proxima ao seu acesso. Nas unidades residenciais e nas acomodacoes de hoteis, motels e similares, as tomadas de uso geral devem ser atribuidas as seguintes potencias: - residencias: 1 circuito para cada 60 m 2 ou fracao: lojas e escrit6rios: 1 circuito para cada 50 m 2 ou fracao. ,1~: 76 Projetos das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas Tabe1a 3.3 Eletroduto Rigido de PVC, Tipo Rosqueavel, Classe A, Conforrne NBR-6150 (EB-744) 3.5 CONDUTORES UTILIZADOS -Os condutores utilizados nas instalacoes residenciais, comerciais ou industriais de baixa tensao poderao ser de cobre ou de aluminio, corn isolamento de PVC (c1oreto de polivinil) ou de outros materiais previstos por normas, como EPR ou XLPE (ver Cap. 4). Antes de decidir como abastecer os pontos de utilizacao de energia, devemos escolher a maneira de instalar os condutores eletricos, conforme a Tabela 4.4. Uma vez escolhida a maneira de instalar e conhecida a potencia dos pontos de utilizacao, devemos calcular a corrente ern amperes, conforme e mostrado no Item 3.7.1. . Assim estamos ern condicoes de escolher a bitola do condutor pela capacidade de conducao de corrente (ver Tabelas 4.4, 4.5, 4.6 e 4.7), aplicando-se os fatores de correcao conforme as temperaturas ambientes eo agrupamento de condutores (ver Tabelas 4.8, 4.9, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, 4.14 e 4.15). A norma NBR-541 0 preve a secao minima dos condutores conforme 0 tipo de instalacao (ver Tabela 4.15), a secao do condutor neutro (ver Tabela 4.17) e a secao minima do condutor de protecac (ver Tabela 4.19). Depois de escolhido 0 condutor pelos criterios anteriores, devemos verificar se ele satisfaz quanta a queda de tensao admissfvel, conforme Tabela 4.18. o condutor a ser escolhido e 0 de maior secao, Os condutores de baixa tensao sao normalmente comercializados ern rolos de 100 m ern diversas cores, que na instalacao devem ser as seguintes: - 77 Quantidadede cabos Noflam BWF 750 V Secao nominal (mm') 3 4 5 6 8 7 9 IO 11 12 Tamanho nominal dos eletrodutos,em milfrnetros, conforme NBR-6150(EB-744) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 - condutor fase: preto, branco, vermelho ou cinza; condutor neutro: azul-claro; condutor de protecao: verde ou verde e amarelo. 16 16 16 20 20 25 32 32 40 40 60 60 75 75 85 16 16 20 20 25 32 32 40 40 50 60 75 75 85 - 16 20 20 25 25 32 40 40 50 60 75 75 85 85 16 20 25 25 32 32 40 50 60 60 75 85 85 16 20 25 25 32 40 40 50 60 75 75 85 20 20 25 32 32 40 50 60 60 75 85 20 25 25 32 40 40 50 60 75 75 85 20 25 25 32 40 40 60 60 75 75 85 20 25 32 32 40 50 60 60 75 85 - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - - 20 25 32 32 40 50 60 75 75 85 - Tamanho nominal dos eletrodutos rigidos de PVC - Equivalencia 85 3 (mm) (polegadas) Tabe1a 3.2 Eletroduto deAco-carbono, Tipo Leve I, Conforme NBR-5624 (EB-568) Secao nominal (mm') Quantidadede cabos Noflam BWF 750 V 3 4 5 7 6 8 9 10 11 3.6 QUEDAS DE TEN sAo ADMISSlvEIS 12 Tamanho nominal dos eletrodutos, em milfmetros,conforme NBR-5624(EB-568) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 16 16 16 16 20 25 31 31 41 41 47 59 59 75 75 88 100 100 16 16 20 20 25 25 31 41 41 47 59 75 75 75 88 100 113 - 16 16 20 20 25 31 41 41 47 59 59 75 75 88 100 113 - 16 20 20 25 31 31 41 41 59 59 75 75 88 100 113 113 - 16 20 25 25 31 31 41 47 59 59 75 88 88 100 113 - 16 20 25 25 31 41 47 47 59 75 75 88 100 113 - - - 20 25 25 31 31 41 47 59 59 75 88 88 100 113 20 25 25 31 41 41 47 59 75 75 88 100 113 113 - - - - - - - - 20 25 31 31 41 41 59 59 75 75 88 100 113 - Tamanho nominal dos eletrodutosngidos de aco-carbono- Equivalencia - - 20 25 31 31 41 41 59 59 75 75 88 113 113 Os aparelhos de utilizacao de energia eletrica sao projetados para trabalharem a determinadas tensoes, corn uma tolerancia pequena. Estas quedas sao funcao da distancia entre a carga e 0 medidor e a potencia da carga. As quedas de tensao admissfveis sao dadas ern percentagem da tensao nominal ou de entrada: Queda de tensao percentual (e%) = tensao de entrada - ten sao na carga tensao de entrada Pela norma NBR-5410 adrnitem-se as seguintes quedas de tensao: a) para instalacoes alimentadas diretamente por urn ramal de baixa tensao, a partir da rede de distribuicao publica de baixa tensao: ilurninacao - 4%; outras utilizacoes - 4%; b) instalacoes alimentadas diretamente por uma subestacao de transformacao a partir de uma instalacao de alta tensao ou que possuam fonte propria: iluminacao - 7%; outras utilizacoes - 7%. Rede de baixa tensao - . 4% 1 t ~ ~acao QL Tensao da rede /' Circuilos de d;~ao - I 2% /"7"", / QGO Quadroqerat de dislribuirrao QL = Quadrode luz 0': (mm) (polegadas) X 100 OF Fig.3.3(a) '-:' ..' = Quadro de rorca ',,:.:. .-;-~:-?.-- _._-­ -- ••.•. : . . ,..J .• 78 . ~ .• ~..L~'-: ,; ;!~ .... ,._.,_" .... ' Projetos das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas OBSERVA<;:Ao: Ern qualquer dos casos, a queda de tensao parcial nos circuitos terminais para ilurninacao deve ser igual ou inferior a 2%. 3.7 DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES PELA QUEDA DE TENSAO ADMISSmL A seguir, sao transcritas as Tabelas 3.4 e 3.5, que dfic as quedas percentuais para os alimentadores e ramais ern funcao das distancias e potencias utilizadas, medidas ern watts, para circuitos rnonofasicos, corn fator de potencia unitario. As Tabelas 3.4 e 3.5 foram obtidas da seguinte f6rmula: S = 2p I --X (P,l, e(%) U Z + pzlz + ...) -, / Fig.3.3(b) p P I e% U = Tabela 3.4 Soma das Potencias em Watts X Distancia em Metros U = 110 Volts Condu­ tor serie rnetrica (mrrr') 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 e% 1% 52.63 8773 14036 21054 35090 56144 87725 122815 175450 245630 333355 421080 526350 649165 842160 1052700 1403600 1754500 2% 3% 4% 10 526 17 546 28072 42108 70180 112288 175450 245630 350900 491260 666710 842160 1052700 1298330 1684320 2105400 2807200 3509000 15789 26319 42108 63162 105270 168432 263175 368445 526350 736890 1000065 1263240 1579050 1947495 2526480 3 158 100 4210 800 5263500 21052 35092 56144 84216 140360 224576 350900 491260 701800 982520 1333420 1684320 2105400 2596660 3368640 4210800 5614400 7018000 Tabela 3.5 Soma das Potencias em Watts X Distancia em Metros U = 220 Volts Condu­ tor se~ao nominal onde: S ;i~; .; j ~ ; -, '0'.,,;, secao do condutor ern mrrr'; potencia consumida ern watts; . . I ohms X mm? resistividade do cobre = - - - - - ­ 58 m comprimento ern metros; - queda detensao percentual; 110 ou 220 volts. (mm'') OBSERVA<;:OES: 1. Para os circuitos trifasicos equilibrados (sirnetricos), de fator de potencia unitario, tambem se podem usar estas tabelas, desde que se multipliquem as distancias por -./3 3 ou 0,57. 2. Para alimentadores trifasicos ou bifasicos disponiveis ern quadros com cargas monofasicas, divide-se a carga pelo mimero de fases (3 ou 2) e aplicam-se as Tabelas 3.4 e 3.5. 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 e% 1% 21054 35090 56144 84216 140360 224576 350900 491260 701800 982520 1333420 1684320 2105400 2596660 3368640 4210800 5614400 7018000 2% 3% 4% 42108 70180 112288 168432 280720 449152 701800 982520 1403600 1965040 2666840 3368640 4210 800 5 193320 6737280 8421600 11 228 800 14036000 63162 105270 168432 252648 421080 673728 1052700 1473780 2105400 2947560 4000260 5052960 6316200 7789980 10105920 12632400 16843200 21054000 84216 140360 224576 336864 561440 898304 1403600 1965040 2807200 3930080 5333680 6737280 8421600 10360640 13 474 560 16843200 22457600 28072 000 79 Instalacoes Eletric~s 80 Projcros das Instalacoes Eletricas G Exemplo 1= I P U - Dimensionamento do circuito 1: Soma das potencias X distancia: 100 X 5 60 X 13 600 X 15 K=1 500 780 9000 10 280 (watts X metros) Entao, vernas que a fio de 1,5 mm- K = 1,73 K=2 K=3 e suficiente para 2% de queda de tensao (Tabe1a 3.4). I 5m N­ :B' K=1 r - - - - - --­ - - - - - Circuito 2 f-6m 10m 5m 4m >';'f'~ I W 100 W 180 600 W W 1= U X fator de potencia Soma das potencias X distancia: - gm !i II 1680 110 X 1 = 15,2 amperes. Pela Tabela 4.6 vemos que 0 condutor que satisfaz e 0 de 1,5 mm". Entao, prevalece 0 criterio da queda de tensao, que nos levou a escolher 0 fio de 16 mm-. . Se a carga fosse maior que 4000 watts e menor que 8 000 watts, no alimentador terfamos duas fases + neutro;entao, a carga poderia ser dividida pelas duas fases e computada como dois circuitos monofasicos. Dimensionamento do circuito 2: 240 1100 3780 15000 20120 (watts X metros) Entao, a fio de 4 mm- K= 1,73 Nos circuitos de iluminacao, 0 fator de potencia pode ser considerado como igual a I. No exemplo anterior, para dimensionamento do alimentador, temos a seguinte corrente: Fig. 3.4 X 6 X 11 X 21 X 25 K= 3 I P 40 100 180 600 K= 2 Fig. 3.5 Indicacao do valor de K usado na formula (1) conforme a tipo de Iigacao, Medidor no PC - !~ ..JI ...... 40 -1 I Bee ~ 1:11 (I) potencia aparente em volt-amperes Transformador distribui~ao /1 corrente em amperes na linha (exceto neutro); potencia em watts; tensao em volts entre fase e neutro e, se nao ha neutro, entre fases; para circuitos de corrente contfnua ou monofasicos a 2 fios; para circuitos trifasicos a 3 fios; para 2 fases + neutro de urn circuito trifasico; para circuitos trifasicos a 4 fios. ~ Clrcuito 1 Quadra de P K X U X fator de potencia Seja dimensionar a alimentador e as ramais de urn apartamento situado no 9.· andar, com dais circuitos, de acor­ do com a esquema ao lado (Fig. 3.4). Tensao de 110 volts. 81 3.8 FATOR DEDEMANDA Como e facil de se compreender, em qualquer instalacao eletrica raramente se utilizam todos os pontos de luzou tomadas de corrente ao mesmo tempo. Em pequenas residencias, e mais provavel que isso aconteca do quenas grandes moradias. e suficiente. Dimensionamento do alimentador: Supoe-se toda a carga concentrada no quadro de distribuicao. Temos: Tabela 3.6 Farores de Dernanda para Cargas de Iluminacao e Pequenos Aparelhos* 1 680 X 27 = 45 360 watts X metros. Pela Tabela 3.4, temos que usar a fio de 16 mm- para 1% de queda de tensao. Potencia instalada (watt) Tipo de Carga Residencias (casas e apartamentos) OBSERV At;AO: Para se dimensionar em definitivo, temos que examinar pelos dois criterios: queda de ten­ sao adrnissfvel e capacidade de corrente.. 3.7.1 Dimensionamento de Condutores pelo Criterio da Capacidade de Corrente (Ampacidade) ~em a sua norma pr6pria para Formulas que fomecem a corrente (amperes) em funcao da tensao, potencia e fator de potencia: Ate 1 000 1000-2000 2000-3000 3000-4000 4000-5000 5000-6000 0 Fator de demanda em% 86 75 66 59 52 45 Carga minima W/m 2 30 e nunca inferior a 2 200 W calculo da demanda, sendo aconselhavel consulta-Ias para aprovacao dos projetos. f~ --.:""; . .:-:;-:;~.-. ._:;:-;~;;.".~.:>; 82 Projetos das Instalacoes Eletricas Instalacoes Elctricas Tabela 3.7 Fatores de Diversidade (SHEE) Tabela 3.6 (cont.) Fatores de Demanda para Cargas de Ilurninacao e Pequenos Aparelhos - Potencia instalada Tipo de Carga (watt) Fatorde demanda em% 6000-7000 7000-8000 8000-9000 9000-10000 Acima de 10 000 Auditorios, saloes de exposicao Elementos dos sistemas entre os quais os fatores de diversidade sao considerados Carga minima W/m2 40 35 31 27 24 86 15 alimentador publico 86 50 Barbearias, sal6es de beleza 86 30 Clubes e semelhantes 86 20 30 Escolas e semelhantes Ate 12000 Acima de 12000 86 50 Escri torios Ate 20 000 Acima de 20 000 86 70 50 86 5 20 Ate 50000 Acima de 50 000 40 20 Hoteis, moteis e semelhantes Ate 20 000 21 000 a 100 000 Acima de 100 000 50 40 1,46 1,3 1,15 1,10 1,45 1,35 1,15 1,10 - 2,0 1,46 1,44 - 2,6 1,90 1,95 1,15 3,0 2,18 2,24 1,32 3,29 2,40 2,46 1,45 1,05 1,05 1,10 - 8) Dos consumidores para a estacao geradora Urn conjunto residencial com 100 unidades, cada qual com demanda de 4 000 watts. Medida a carga na entrada do conjunto (quadro geral), constatou-se ser de 200 000 watts a demanda. 0 fator de diversidade sera: _4--,-0--,-00_X_I_O--,-0 = 2 200000 Entao, 0 fator de diversidade e a relacao entre a soma das demandas maximas dos componentes e a demanda maximade carga, considerada como urn todo. 20 30 Igrejas e semelhantes 86 IS Lojas, supermercados e semelhantes 86 30 Restaurantes e semelhantes 86 20 100 40 30 Ate 15 000 Acima de 15000 2,0 1,3 1,15 1,10 Exemplo Hospitais, casas de satide e semelhantes Quarteis e semelhantes 7) Des consumidores para a subestacao Grandes consumidores Iluminacao comercial transformador 6) Dos consumidores para 0 Consumidores generalizados residencial lluminacao 3) Entre alimentadores publicos 4) Entre subestacoes 5) Dos consumidores para 0 e semelhantes Garagens, areas de service e semelhantes Fatores de diversidade para I) Entre consumidores individuais 2) Entre transformadores Bancos 83 3.10 SISTEMAS DE ATERRAMENTO Fator de demanda e 0 fator por que deve ser multiplicada a potencia instal ada para se obter a potencia que sera realmente utilizada: FD = potencia utilizada x 100 potencia instalada 3.9 FATOR DE DIVERSIDADE I Ja nos referimos 11 "ligacao 11 terra", mas 0 que significa isso? Todos ja devem ter ouvido falar que a superffcie da Terra e 0 caminho natural de escoamento de cargas eletricas indesejaveis, como, por exemplo, dos relarnpagos, nas tempestades. Entao, a terra pode servir como condutor de corrente eletrica. Na tracao por bon des ou trens pode-se ver que existe urn so condutor eletrico para fornecer energia aos motores. Como se da 0 "retorno" da corrente? Justamente pelos trilhos, que estao em contato com a terra. Ha outras aplicacoes da terra como condutor, como, por exemplo, a ligacao telef6nica com volta pela terra. Quase todos os sistemas de distribuicao de energia eletrica possuem urn fio neutro em ligacao com a terra, para prote~ao individual. Nos chuveiros eletricos mal instalados e comum sentirem-se choques em todas as torneiras da casa. Veja­ mos Urn esquema explicativo (Fig. 3.6). A agua em contato com a resistencia eletrica do chuveiro conduz urn pouco de corrente para a sua carcaca : dai para 0 encanamento. Qualquer pessoa tocando uma torneira, estando com os pes no chao, devera levar choque"; porern, se ligannos urn fio condutor qualquer entre a entrada e a safda da caixa-d'agua, esta hip6­ tese ficara quase abolida, pois a corrente se escoara pelo encanamento de entrada da caixa para a terra, 0 qual oferece melhor caminho para a terra do que 0 corpo da pessoa. . Em.todos os predios, no ponto de alirnentacao de energia, devera ser executado urn eletrodo de terra, para hga~ao do condutor de protecao (PE). Nas Figs. 3.7 e 3.7(a) temos dois esquemas das ligacoes. o eletrodo de terra devera apresentar a men or resistencia de contato possfvel, devendo ser da ordem de 5 ohms e nunca ultrapassar 25 ohms. Ha aparelhos de medid a para a resistencia de terra dos sistemas (ver Cap. 8). d 0 :o~dutor terra enormalmente de cobre e deve ter a dimensao minima, de acordo com 0 ramal de entrada Entre varias unidades de urn mesmo conjunto com energia vinda da mesma fon'te (transformador, subesta~liO etc.), ha uma diversificacao que representa e c o n o r n i a . , & . 0 predlO(consultar a concessionaria local). :4 Instalacoes Eletricas Projetos das Instalacoes Eletricas A - - - - - - - - -- - - - - - ) L - -- _ ~~EN O,~""~ --- Tr ) ... ,-'.PEH COIO<:.U.8I1\l1ssadt>aquipamenlO r>op'I1QOd"Jdt>I... " Fio condutor 9 ~ ~ H~ ~ Fig. 3.7(a) Sistema de aterramento com condutores neutro e de protecao juntos. Terminal do fro terra fTomadatripolar IT] 85 ]1.' . 'I iIJ;:.i/.~i.; . 1~1!1 1 1,.,1. '''; 'I" ~~ f.]ill~ .,!!.; Chave(s) disjuntora(s) Weston Conj.ARS-Top Fig. 3.6 Exernplo de aterramento com encanamento metalico, Plugue tripolar I'll····'.'"'.;'"'\, ~(. 'II;i:~ . I ; ~ Fig. 3.7(b) Disjuntor e tornada embutida em caixa de 4" X 4" para aparelhos de ar-condicionado.Javadora de louca etc. Os equipamentos eletricos deverao ser ligados 11 terra, so se dispensando os aparelhos eletrodomesticos desta Ramal de entrada Ate 16mm' S De 16 ate 35 mm' 16mm' Maior que 35 mm' 0,5 S Ref.: exigencia (Fig. 3.7(b)). Os chuveiros eletricos deverao ser, obrigatoriamente, Iigados 11 terra. Os eletrodos metalicos rigidos ou flexfveis, bern como as capas de chumbo e arrnacoes dos cabos eletricos, deverao ser eletricamente continuos e ligados 11 terra, mas nao podem ser usados como condutores de protecao. A secao do condutor de ligacao 11 terra de urn sistema de eletrodutos met alicos devera ser escolhida em funcao do circuito de maior capacidade, de acordo com a Tabela 3.8. Dirnensao do condutor de protecao Na Fig. 3.8, de acordo com a NBR-541O, temos urn detalhe dos aterramentos utilizados. Em (a), temos 0 condutor neutro e 0 condutor terra (de protecao) independentes, porem juntando-se antes do eletrodo de terra (sistema TN-S). Em (b), temos 0 condutor neutro e 0 condutor terra (de pro­ tecao), independentes em parte do sistema e combinados em urn s6, antes da ligacao ao eletrodo de terra (sistema TN-C-S). Em (c), vemos 0 neutro e 0 terra combinados em urn unico condutor (sistema TN-C). Em (r!), vemos 0 neutro aterrado no infcio da instalacao e 0 condutor terra Iigando a mass a diretamente ao eletrodo de terra (sistema T-T). Em (e) nao M condutor de alimentacao diretamente aterrado e, sim, atraves de urn dispositivo limitador de corrente de curto-circuito para terra (impedancia de aterramento) (sistema IT). Ao projetista de uma instalacao cabe optar pelo sistema de aterramento mais adequado, tendo em vista as Particnlaridades de cada projeto (ver Item 4.11). Light - R.S.c. 30 40 60 100 PE·CordIlOldlprUeutlll(TabeI88.2) 400 600 800 FioOOJOI;O'~d1ab,,(_"lablIlI» . Fig. 3.7 Sistema de aterramentocom condutores neutro e de protecao separados. Ver Tabela 4.19 - ~):' "'.f.:.'.·.·.".'~ ~ :':! r :~I) de urn Sistema de Eletrodutos Metalicos Capacidade do circuito (amperes) , I!:~~:l ~ri: ·'·I!·i~:.i ,·,11);\·,,1 Tabela 3.8 Secao do Condutor de Ligacao 11 Terra .',' oi' :\i~i: Bitola do condutor mrn' ;'Ih!./JI:1 1,5 2.5 ~,' ;';:H I:. !(!j) i :'->:1;):' 4 6 10 16 .. ,:I,:,:-i ~ . :!:!i ::11:-1: :::'!:j,I!' i~ 25 35 :'i,fl;',.r , iJ;!.1[' {!:1!: wt!l: Se,ao minima do condutor de protecao, l..idJi· '~i;:i!Jni ;i3~, .", ·-~·i· ,,~,:,", -. t: :.,'';. " r'o -..,:... .. , -, '",:_:<,.'. 86 .:~.~., "i.{::-x··:-.,· _' ..,' Projeros das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas 87 Carga a considerar (lUZ): 860 + 750 + 660 + 590 + 40 = 2900 W Ar-condicionado(lOO%)"'/- chuveiro = 5000 W ~EN • PE I ~ T Algumas concessionarias s6 exigem 0 calculo da demanda para cargas instaladas maiores que 8 800 W . Dimensionamento pela queda de tensao: 7900.;- 2 X 12 = 47 400 watts X m .rrr i L -:J I 6 6 0 L .rrrr n r!Trr": , JI J L Massas ~3J. -=- b III' J: L 7900 = 35,9 A 1= 2X11O b) Condutor neutro e terra combinados em urn unico condutor numa parte do sistema. (Sistema TN·C-S) b_. III" '6 b --,----­ ~, lrnpedancia :-rl-l-~-' T (PE) , L _J A, B e C - Condutores-fase N - Condutores neutro T - Condutor de terra ( ou de protecao ) TN - Condutor de terra e neutro Massa e) Nao ha ponte de allrnentacao direlamente aterrado; massa aterrada. (Sistema IT) - PEN PE - Elelrodo de terra + Entrada ~ +­ + - Condutor de protecao e neutro - Condutor de protecao Carga Carga ~~, Carga Entrada Errado Errado Cerlo Enlrada Certo (a) (b) (c) (d) Carga Fig. 3.8 Esquemas de aterramento (ver Item 4.2.2.2 da NBR-5410 Ed. 1997/98). Entrada (e) Fig. 3.9 Exemplo de dimensionamento No fim deste volume M urn projeto completo de instalacoes eletricas, Dimensionemos, por exemplo, 0 alimentador do apto. 201 do ediffcio tornado como referencia, Dados: Carga total do apartamento = 4240 W (luz e tomada) + 2000 W (chuveiro) + 2 aparelhos de ar-condicionado Distancia do apartamento ao medidor = 12 metros Tensao = II 0 volts Fator de demanda a considerar (Tabela 3.6). Entre 0 1000 2000 3000 4000 - I 000 W -2oo0W -3000W -40OOW -5000W - 86% -75% -66% -59% -52% b) Deverao ser instaladas sempre em locais protegidos com portas, para evitar 0 contato acidental em suas partes vivas. I .1:",0' ~, No caso de circuito de duas fases e urn neutro, oriundos de circuito trifasico, 0 neutro nao devera conter fusfveis, porque, no caso de queima do mesmo, a tensao aplicada as lampadas sera dobrada. Assim, queimado o fusfvel do neutro, a corrente, seguindo as setas, passara por a, neb; desse modo, entre a e b teremos 220 VOlts, podendo haver queima da lampada de menor potencia (Fig. 4.8). T 88 Projetos das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas 89 IIJ::'t' Tabela 3.9 Tipos de Chaves de Faca Nao-blindadas para Baixa Tensao, Segundo a ABNT Classe volts (continua ou alternada) Tipo de chave Carga Espacamento minima entre fases (mm) Amperes .I 125 250 32 60 38 Bifasica (de 4,1 ate 8 kW) 2p610s-30A 38 Trifasica (de 8,1 a 12 kW) 3 p610s-30A (ate 4 kW) 200 57 400-600 70 Tritasica (de 12,1 a 22,5 kW) 3 p610s­ 800-6000 76 Trifasica (de 22,6 a 37,5 kW) 3 p610s­ 100 A 30 44 60 57 Trifasica (de 37,6 a 75 kW) (de 75,1 a 100 kW) 3 p610s­ 3 p610s­ 200 A 400 A 100 57 200 63 - 400-600 600 2 p610s-30 A 30 -- .. 76 30 102 60 102 100-6000 114 ~:II!Jll 'I 60A [:1 • f·'··t·.·· "!,~ ef.' lIli "C!I'I.q Forca Monofasica (ate 1,5 kW) (de 1,6 a 3 kW) 70 800-6000 \l~ Luz Monofasica 100 ~'f Tabela 3.10 Tipos de Chaves, de Acordo com a Light (Quadro Geral) Trifasica (ate 2,2 kW) (de 2,3 a 5,6 kW) (de 5,7 a 15 kW) (de 15,1 a 30 kW) (de 30,1 a 40 kW) .,.: 2p610s-30A 2p610s-60A 11i "J:I~~ 3 p610s-30A 3 p610s-60A 3 p610s-100 A 3 p610s­ 200 A 3 p610s­ 400 A , I,l'! 1:;1 .li!!'I;;~~1 ; .!',~ii~ .I. \ [iiil ;.,' i!~:"'I ('II, c) Localizar a chave geral, de preferencia, como indica a Fig. 4.8(a). I' Locatizacao da Chave Geral Quadros sem medidor A N B A N B .: liJr Quadros com medidor 'h 'ijji '~ ~ .!,.: .;:i ij '.';':!, !:.• f "I-i,.. 'i i'~; ~ ~ ~ Errado Certo h '0' , Chave geral Chave geral ® CD :!! Fig. 3.11 16' a Fig. 3.10 3.11.2 Disjuntores em Caixa Moldada para Correntes Nominais de 5 a 100 A (Resumo do catalogo Unic da Pial-Legrand reproduzido com autorizacao) +1 ~ :i:l': . ,~: i 'I' fi . Numa instalacao eletrica residencial, comercial ou industrial, deve-se garantir 0 born funcionamento do ~lstema de quaisquer condicoes de operacao, protegendo as pessoas, os equipamentos e a rede eletrica de aci­ OBSERVA\=AO: Nos circuitos trifasicos somente os condutores-fase passarao pela chave; 0 neutro passara diretD. :1: :1:: entes provocados por alteracao de correntes (sobrecorrentes ou curto-circuito). . ""~.":.:;~":' . ."'i": -.,:,, ~-" .. -.' ..;;:, .-~.r~-:·I;;-··~:----;"':"~ _ " ":'. ,";\:_ 90 . ~"'. :.:)1.;· ', Projetos das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas Os disjuntores termornagneticos em caixa moldada (Unic) sao construidos de modo a atender a essas exigencias da norma NBR-5361, atraves de um disparador termico, bimetalico de sobrecargas ou de um disparadormagnetico de alta precisao, Pode ser instalado em quadros de distribuicao atraves de garras 91 Exemplo Condicoes: Seja urn circuito terminal de dois condutores carregados, ~ti1izando c?nd~tores de cobre, de PVC, com sevaode6 mm2, instalado em eletrodutos aparentes (tipo B), onde existe outro circuito com temperatura ambiental de 40°. A capacidade de conducao de corrente (Tabela 4.4) e de 41 A. Fator de correcao da temperatura (Tabela 4.8) e de 0,87. Fator de correcao para dois circuitos agrupados (Tabela 4.10) e de 0,8. Capacidade de conducao real: (l)I s:5IN I z = 41 X 0,87 X 0,8 = 28,S A ou trilhos. 3.11.3 Protecao contra Corrente de Sobrecarga (Norma NBR-5410) (2) IN :5 A condicao da normal I z e obedecida atraves da Tabela 3.11 para os disjuntores Unic de 40°C (com [olga): Iz (3) 12:5 1,45 Iz Unipolar: 25;5 ::::: Multipolar: 26,4 Onde: Is = Corrente de projeto do circuito; IN = Corrente nominal do dispositivo de protecao; /z = Capacidade de conducao de corrente de condutores vivos, de acordo com 12 = 0 tipo de instalacao (ver Tabela 4.2); . Corrente convencional de atuacao dos dispositivos de protecao em funcao de IN; temperatura ambi­ ental convencional = 30°C ou 20°C (lin has subterraneas). As correntes norninais em funcao da temperatura arnbiental sao dadas na Tabela 3.11. disjuntores de 30 A disjuntores de 30 A 3.11.4 Protecao contra Correntes de Curto-Circuito A NBR-5410 impoe duas condicoes basicas que devem ser cumpridas para que seja garantida a protecao de urn circuito contra as correntes do curto-circuito: I Ont) > (I) t, (2) Pt < K'S' onde: = capacidade de interrupcao do dispositivo de protecao; I, = corrente de curto-circuito presumida no ponto de aplicacao do dispositivo de protecao; Pt = integral de Joule que 0 dispositivo de protecao deixa passar; I(;nt) TabeIa 3.11 Determinacao Pratica do Disjuntor Unic de Maior Corrente Nominal a Ser Dtilizado na Protecao dos Condutores contra Correntes de Sobreearga, de Aeordo com a NBR-5410 K'S' = integral de Joule necessaria para aquecer 0 condutor desde a temperatura maxima para 0 service - Condutores isolados e cabos unipolares e multipolares de cobre com isolacao de PVC - Temperatura ambiente para os condutores - 30°C - Temperatura no local da instalacao dos disjuntores - 40°C Sevao nominal dos condutores (mm') continuo ate a temperatura limite de curto-circuito. Correntes de eurto-circuitopresumidas Corrente nominal* maxima dos disjuntores Unic (A) - ­ I circuito com 2 condutores carregados I circuito com 3 condutores carregados 2 circuitos com 2 condutores carregados cada 3 circuitos com 2 condutores carregados cada 2 circuitos com 3 condutores carregados cada As expressces simplificadas sao: Para 220/127 V: I, = Linha tipo B IS 25 35/30** 40 60 70 100 100 100 IS 20 30 40/35** 50 60 70 100 100 IS 20 25 35 50/40** 60 70 100 100 10 IS 20 30 40 50 70 70 100 10 IS 20 30 40 60150** 70 70 100 Linha tipoC 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 IS 25 35/30** 40 60 70 90 100 100 IS 20 30 40 50 60 70 100 100 "velores referidosa 20°C paradisjuntores de lOA a 60 A e a 40°C paradisjuntores de 70 A a 100 A. **0 primeirovalor refere-se ao tipo unipolareo segundo eo multipolar. 15/10** 20/15** 25 35 40 60 70 90 100 IS 20 25 35 50/40** 60 70 90 100 + 57 X cos 4\0 X £ + 5£2 t; X 8 8 2 Para 380/220 V: 22 484 100 X cos cPko X £ Ifo I ko X 8 -+ 5£2 +­ 2 8 onde: I, = corrente de curto-circuito presumida em kA; I ko = corrente de curto-circuito presumida a montante em kA; cos 20 25 35 50 60 70 100 100 100 12,7 162 1;0 -­ 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 . = fator de potencia de curto-circuito aproximado, dado pel a Tabela 3.12. cornprimento do circuito (m); 8 = secao dos condutores (mm'). .. = 0,5 (Tabela 3.12) = 30m S = 2 X 95 = 190 mm' 1,'= 7,43 kA cos <1>.. = 0,5 S 12, 7 ~+ 57xO,5x30 + 5x30' 8,44' 8,44XI90 190' = I,' 0,9 2 x 25 = 50 m (circuito monofasico) 25 mrn' ('II:'.!,I,' ::",i, 'J 1_ _ _ ~ 0,8, -10 0 - -. ~+ 57XO,5x50 7,43' 7,43 X 25 + 5x50' 25' I,' pass a a ser a corrente de curto-circuito a rnontante para 0 calculo de 1/. I! ::;;t ~,::l ~:~ , :i~ , :.'I!!!,l:J: 10 20 30 40 Unipolar de 10 A a 60 A(temperatura ambiente = 20·C) Unipolar de 70 A (temperatura ambiente = 40·C) Multipolarde 10 Aa 60 A (temperatura ambiente = 20·G) Multipolarde 70 A a 100 A (temperatura ambiente = 40·G) OBSERVAl;:AO: 0 " ri:r'i 12,7 = 7 43kA ' ~II\- III ,.,----.~ 25m k e= ,~~I 2X25 + 25 ~ e i:ljh , Fig. 3.12(a) Curvas de atuacao, I,' = '1 '1 f~\ tis) I, (kA) Potencia do transformador (kVA) 30m 93 1 Instalacoes Eletricas 50 n·G) r• I, ',n" ..,',' \li~ l: :t ~,. .,.... ,I.", 'i":i­ ..' i~ ;: Fig. 3.12(b) Curvas de correcao da temperatura ambiente. ';';1,11 'j-:;I NasFigs.3.12, (a e b) e na Tabela3.14vemosas caracterfsticaseletricas e curvasde aruacao dos disjuntores Unic.;~; ::::':i!! ii;:I!) ~·r:·~_~i'..:~C_',:·' ?CJ~;' 94 .~. ;:~:I-·u;.,_.~ "~,,.: ,'. Projetos das Instaiacoes Eletricas Instalacoes Eletric~s Tabela 3.14 Caracteristicas Eletricas e de Atuacao dos Disjumores Unic Normas de referencia NBR-5361 - NBR-8176 50/60 Hz Frequencia Correntes norninais Limiar de atuacao magnetica Unipolares Bipolares / Tripolares 10 15 20 25 30 35 40 50 60 70 10-15 -20 -25-30-35- 40 -50 -6-0---'0 -90-100­ 10 a 60 A 70 a 100 A ---------5-~-I04----------- 5,5 a 8,3/" Niimero de poles 2 Capacidade de 127V­ 5,0 I" - 3WV~------------~5--3~---- 3.11.5 Coordenacao e Seletividade da Protecao Os dispositivos de protecao sao especificados pelos fabricantes com deterrninada capacidade de ruptura, de acordo com a tensao de service. Essas capacidades de ruptura sao ditadas pe1as correntes de curto-circuito presumfveis,capazes de suportar sem sofrer avarias. Na Fig. 3.13,vemos urnexemplo levantado pela Siemens, num local afastado do centro de Sao Paulo, de distribuicao em rede aerea. Foi escolhido urn transformadorde 45 kVA e fixadas as distancias medias. Nos pontos indicados pelas setas, foram calcu1adas as correntes de curto-circuito entre fase e neutro (127 V) e de fase-fase (220 V). Verificou-se que os cabos limitarn bastante 4,odisjuntor seguinte para esta corrente (14 vezes a ajustada), atuaria em 0,03 s (ver Fig. 3.15(b)). Sepersis­ tissem as falhas, 0 disjuntor 3VE-4 do QGD, ajustado para 63 A, ou seja, para 11 vezes a corrente ajustada, atuaria em 0,1 s. o disjuntor geral do QGD do tipo 3WE, 630, ajustado para 400 A, para 0 curto de 700 A, ou seja, 1,75 vezes a corrente ajustada, atuaria em 2 rninutos. Vamos supor agora 0 curto-circuito em B de 2000 A. Raciocinando de maneira semelhante, os disjuntores atuariam em 0,02 s, 5 s, 9 s e 20 s, ficando assegurada a se1etividade(ver Fig. 3.14). 1 A 45 kVA 127/220 V Ramal do consumidor Alimentador do quadro de luz Ramal de carga rnonofasico Uk=3% I n=204A TempO =~,~1_S i -4t -6-I -6-I -- -----, I 15 A -( ( I 4 mm2 (35A) I 4 mm2 (35 A) I ~- I I "": I 3VE4 .0 L Ajuste = I I I 50 A (114 x) --l_~m£O...:' _O.Jl3.J> ~~VE61 I - - - - -6- ­ 13VE4 I I I ( I Pavilhao 1 I Cabo/fio (0 I I 2 70 mm (213 A) = 700 A o disjuntor de 15 A atuara em cerca de 0,001 s (Fig. 3.15(a)). Se houvesse fa1ha nesse disjuntor, 03VE­ Icc = 700 A IRedeaerea ( Pavilhao : 2 1,5 mm2 (17.5 A) JB Icc = 2000A ) 3 e!Dl=O,025 3VE62 I I I 3V E7 50 m 15m 20m I ?_ !,j~t:.= J350 A (6x) L Tempo = Comprimento 55 20m Corrente de curto-circulto 127 V 220 V IkT = 4,4 kA IkT = 6,5 kA Ik ra =2,1 kA Ik ra = 3,5 kA Ik rc = 0.65 kA Ik rc = 1,2 kA Ik a = 0,33 kA Ik a = 0,63 kA Ik r = 0,14 kA Ik r = 0,27 kA --- r-­ I I I ) 3VE4 Ajuste = I ~~~ Nota: Fatores naoconsiderados nocaJculo: a) lmpedaacla das Iinhas de transrnlssao de media e altatensao; b)reslstsncla de chave e dispositivo de protecao; c) resistencia das conexc5es. Fig. 3.13Coordenacao da protecao deurnpequeno sistema eletrico. 95 ascorrentes de curto-circuito e que nos pontos onde se situam os disjuntores as correntes de CC sao baixas nao se justificando disjuntores de alta capacidade de ruptura. Constatou-se que em 127 V a corrente de curto num ponto a 20 m do disjuntor_seria de 140 A e que 0 disjuntor L10 A dispara com seguranca, protegendoos condutores. Vamos agora, atraves de urn exemplo, estudar como se processa 0 desligamento dos disjuntores do tipo 3VE da Siemens, em face de '!m curto-circuito (Fig. 3.14). Trata-se de urn quadro gera1 na subestacao,ali­ mentando os pavi1h6es 1 e 2. E desejavel que, para urn curto-circuito nos pontos A e B, atuem os disjuntores Diaquick (pavilhao 1) ou 3VE-62 (pavilhao 2) antes que operem os demais disjuntores que alimentamos quadros. Suponhamos uma corrente de curto-circuito em A: 3 2WV~-------3~---~5--3~---- interrupcao (leA) e tensao de funcionamento (V-) Alta/media tensao ITranstorrnador " .' U:';_'; r~ ~ .•_ .:":.. ~; ,".<...... Tempo = ------- ---- I I L ~G~_ - } 1 ~- - I 3V Ei 63'A (11x) 0,1 S I I I - __ - (_0 - __ -1- -A~le-= ~oo Tempo = Tempo ~ SE Fig. 3.14Seletividade da protecao, A (1.75x) ;m,;;- - - - - 2 (CC de 700 A) Os(CCde 2 000 A) AJUSI~,-- 400 A (5x) Tempo e 9 ! ~ t s 'II 96 Projetos dasInstalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas Curva caracterfsnce de olsparc ~ 51 '6 ~ -o ~ II ~ 3VE5 30' J 30' 12 J 120 6J 4J 2J 1) I 1 1 0 0 3VE6f7 30uO I 4 6) 4 ) 2 ) , I 2 1 4J 2J 10) 1 J ,, o. 1 0.0'11,523 57101520305070100 Ca) ; xlE - I 1 0,4 0.2 0.1 0.04 0.02 o.,4 1'\, 'ii, , "I O.,2 o.1 1 0.02 5 710152030 5070100 (b) '_xl E 0,011--' 1.52 3 5 710152030 5070100 (c) - . xI€ Multiplo da COrrente ajuatacano rele Fig. 3.15 3.11.6 Os Dispositivos Diferencial-residuais (DR)* Principio de Funcionamento do Dispositivo Diferencial-residual Urn dispositivo diferencial-residual (dispositivo DR) e constitufdo, em suas linhas essenciais, pelos seguintes elementos principais (Fig. 3.16): contatos fix os e contatos m6veis; - transformador diferencial; - disparador diferencial (rele polarizado). Os contatos tern por funcao permitir a abertura e 0 fechamento do circuito e sao dimensionados de acordo com a corrente nominal (IN) do dispositivo. Quando se trata de urn disjuntor termornagnetico diferencial, os contatos sao dimensionados para poder interromper correntes de curto-circuito ate 0 limite dado pela capaci­ dade de interrupcao de corrente nominal do dispositivo. o transformador e constitufdo por urn micleo laminado, de material com alta permeabilidade, com tantas bobinas primarias quantos forem os poles do dispositivo (no caso do dispositivo da Fig. 3.17, bipolar, duas bobinas) e uma bobina secundaria destinada a detectar a corrente diferencial-residual, As bobinas priman as sao iguais e enroladas de modo que, em condicoes normais, seja praticamente nulo 0 fluxo resultante no micleo, A bobina secundaria tern por funcao "sentir" urn eventual fluxo resultante. 0 sinal na safda da bo­ bina secundiiria e enviado a urn rele polarizado que aciona 0 mecanismo de disparo para abertura dos can­ tatos principais. o disparador diferencial e urn rele polarizado constituido por urn ima permanente, uma bobina ligadaii bobina secundiiria do transformador e uma peca movel fixada de urn lado por uma mola e ligada mecanica­ mente aos contatos do dispositivo. Na condicao de repouso, a peca movel permanece na posicao fechada. encostada no micleo e tracionando a mola. A aplicacao do rele polarizado por desmagnetizacao ou por satura­ «ao e generalizada nos dispositivos diferenciais BTicino, uma vez que com ele e suficiente uma pequena ener­ gia para acionar mecanismos de uma certa complexidade. Em condicoes de funcionamento normal, 0 fluxo resultante no micleo do transformador, produzido pelas correntes que percorrem os condutores de alimentacao, e nulo, e na bobina secundaria nao e gerada nenhuroa forca eletromotriz. A parte movel do disparador diferencial estii em contato com 0 micleo (Fig. 3.17), tracionand o a mola, atraida pelo campo do Ima permanente. *Extraldo, com autorizacao, do catalogo "Protecao das Pessoas contra Choques Eletricos", da BTIcino. ' :i, J 0,0 I 0,01 1 1,52 3 - x lE :~:ilm' o 4 0,0 4 0.0 2 '\~I' 10 2 0, 4 0, 2 1 ,, ~g 1 2) 1) 1 I 2 1 T 12' ) 60 J !!! :l1l~ 3 3VE4 i :1 97 -=­ Fig. 3.17 Ausencia de falta para terra. Fig. 3.16Esquemado disjuntordiferencial. Quando 0 fluxo resultante no micleo do transformador for diferente de zero, isto e, quando existir uma corrente diferencial-residual, lOR (Fig. 3.18), sera gerada uma forca eletromotriz na bobina secundaria e uma corrente percorrerii a bobina do micleo do disparador. Quando lOR for igual ou superior a I w (corrente diferencial-resi­ dualnominal de atuacao do dispositivo), 0 fluxo criado no nucleo do disparador pela corrente proveniente da bobinasecundiiria do transformador provocarii a desmagnetizacao do micleo, abrindo 0 contato da parte rno­ vel.e, conseqiientt;p1ente, os contatos principais do dispositive. Os dispositivos DR com 1M superior a 0,03 A (baixasensibilidade) sao destin ados 11 protecao contra contatos indiretos e contra incendio. Os dispositivos com 1M igual ou inferior a 0,03 A (alta sensibilidade), alem de proporcionarem protecao contracontatos indiretos, se constituem, como vimos, numa protecao complementar contra contatos diretos. Emcondicoes normais a soma das correntes que percorrem os condutores vivos do circuito (II' 12> I) e IN) e iguala zero, isto e, lOR = 0, mesmo que haja desequilfbrio de correntes. ;1,~ ~~!I~ :i ! i J , ':[ · ·i;:::~ 1 : 1: :; t~1! ~~'~ •I:: i'i ~ ta ':'1 ",',:' V; AI I' !: : ~! , " '1'.1 • I; '. ,,"j,;1 !.'i, il l',: , J , I 1 .,.; i~j , IF .:i Fig. 3.18 Condicao de falta para terra. -"".",.' - ~··:-:~-;r.;~···· " '."~I"_;';·""·; 98 "'~-_ 3.11.6.1 Aplicacao dos Dispositivos DR (ver Item 5.1.3.1.5 da NBR-5410, Ed. 1997/1998) As instalacoes eletricas sempre apresentam correntes de fuga. 0 valor de tais correntes, que fluem para a terra, dependera de diversos fatores, entre os quais a qualidade dos componentes e dos equipamentos de utilizacao em. pregados, a qualidade da mao-de-obra de execucao da instalacao, a idade da instalacao, 0 tipo de predios etc. Via de regra, as correntes de fuga variam desde uns poucos miliarnperes ate alguns centesimos de ampere. E evidente que para poder instalar urn dispositivo DR na protecao de urn circuito ou de uma instalacao (protecao geral), as respectivas correntes de fuga deverao ser inferiores ao limiar de atuacao do dispositivo. Observe-se, por exemplo, que nao se poderia nunc a utilizar urn dispositivo DR (pelo menos urn de alta sensi. bilidade) numa instalacao onde exista urn chuveiro eletrico rnetalico com resistencia nua (nao blindada). Nessas condicoes, antes de instalar urn dispositivo DR, sobretudo em instalacoes mais antigas, e necessario efetuar uma medicao preventiva destinada a verificar a existencia, pelo menos, de correntes de fuga superiores a urn certo limite. Se 0 resultado dessa prova for favoravel, isto e, se nao existirem correntes significativas fluindo para a terra, poder-se-a instalar um dispositivo DR como protecao geral contra contatos indiretos. Caso contrario so poderao ser instalados dispositivos DR nas derivacoes da instalacao (geralmente em circuitos terrninais). E importante observar que pequenas correntes de fuga aumentam a eficacia dos dispositivos DR. De fato, se considerarmos uma instalacao protegida por urn diferencial com ION = 0,03 A, cujo limiar de atuacao seja de 0,025 A, e que apresente uma corrente de fuga permanente de 0,008 A, um incremento de corrente diferen­ cial (provocado, por exemplo, por uma pessoa tocando numa parte viva, ou por uma falta fase-rnassa num equipamento de utilizacao) de 0,017 A sera suficiente para deterrninar a atuacao da protecao. Para os esquemas IT a NBR-5410 recomenda que, se a instalacao for protegida por um iinico dispositivo DR, este devera ser colocado na origem da instalacao, como protecao geral contra contatos indiretos (Fig. 3.19(a», a menos que a parte da instalacao compreendida entre a origem e 0 dispositivo nao possua qualquer massa e satisfaca a medida de protecao pelo emprego de equipamentos c1asse II ou por aplicacao de isola<;ao suplementar. Na pratica, essa condicao pode ser realizada se entre a origem (situada, por exemplo, na caixa de entrada da instalacao) eo dispositivo DR unico (instalado, por exemplo, no quadro de distribuicao) existirem apenas condutores isolados contidos em eletrodutos isolantes ou cabos uni ou multipolares (contidos, ou nffo, em condutores isolantes). A opcao de utilizacao de urn unico DR e 0 usa de varies dispositivos, um em cada derivacao (geralmente nos circuitos terrninais), como mostra a Fig. 3.19(b). -""-,...~..~, r...::;. "." .. Trato (Poste) Rede aerea BT ~ Ramal de entrada (aereo) 0,03 0,3 0,5 Situacao 2 (U,=25V) 1667 167 100 833 83,3 50 Usodos dispositivos DR 11111 Quadro Tenninal Circuito de dlstrtbuicao Protecao geral ~ i t1 ........ DR kWh Tenninalde Caixa de entrada aterramento principal ~ ~g ? Valor maximo de R. (0) Situacao 1 (U, = 50 V) L1 L2 L3 N (R.) ION (A) 99 A Fig. 3.20 mostra uma aplicacao tfpica de urn dispositivo DR num esquema TT. Urn pequeno predio (urn unico consumidor) e alimentado a partir de uma rede publica de baixa tensao, com duas fases e neutro. No quadro de entrada, alern do medidor existe urn disjuntor termomagnetico diferencial, que se constitui na protecao geral da instalacao, 0 aterramento das mass as e feito junto ao quadro, onde se localiza 0 terminal de aterramento principal da instalacao. Do quadro de entrada parte 0 circuito de dis­ Iribui<;ao principal, com duas fases, neutro e condutor de protecao, que se dirige ao quadro de distribui­ ~iio (terminal) da instalacao. onde, eventualmente, poderao existir outros dispositivos DR (por exem­ plo, outros disjuntores termornagneticos diferenciais), devidarnente coordenados com 0 primeiro, para aprote<;ao de certos circuitos terminais. A coordenacao pode ser conseguida tendo-se para 0 dispositivo geralIoN = 0,3 A e para os demais ION = 0,03 A. Valoresrnaximos da resistencia de aterramento das massas(R.Jnurn esquema TT, em fun~ao da corrente diferencial-residual de atuacao do dispositivo DR(/",,) e da tsnsao de contato limite (U,). (a) Geral \~ Projctos das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas * .. -=­ Aterramento do neutro do trato (coneesslonaria) (RA) Aterramento dasmassas-----=- _ Fig. 3.20 Instalacao alimentada por rede publica BT utilizandodispositivosDR. 3.11.6.2 Observacoes Complementares . ~omo foi visto, numa instalacao com esquema IT, utilizando dispositivos DR na protecao contra contatos mdlretos, e possfvel ter-se um aterramento de protecao com valor de resistencia (de aterramento) bastante ele­ * vado, $$~$$ No caso de uma unica instalacao protegida por um dispositivo DR geral, a determinacao do valor maximo d~ resistencia de aterramento das massas, R.. e bastante simples. No entanto, se tiverrnos duas instalacoes dtstlO~as utilizando 0 mesmo aterramento de protecao, uma protegida por dispositivo a sobrecorrente e a outra por dlspositivo DR, 0 valor da resistencia de aterramento RA devera ser definido em funcao do dispositivo a ~brecorrente, isto e, a partir da corrente de atuacao em 5 segundos do dispositivo. Caso contrario, uma even­ alfalta fase-massa na instalacao protegida pelo dispositivo a sobrecorrente, podera dar origem a tensoes de . contat~ perigosas nao interrompidas em tempo habil na propria instalacao. Mais ainda, gracas ao condutor de •~ote<;ao (principal) comum, poderao ocorrer tensoes de contato perigosas tambern na outra instalacao, sem ovoc~ a atua<;ao do dispositivo diferencial que a protege. Eo que passamos a explicar. A. Fig. 3.21 mostra duas instalacoes, (I) e (2), representadas por equipamentos de utilizacao, uma prote­ a pOr urn disjuntor terrnomagnetico e outra por urn disjuntor termomagnetico diferencial, com urn rramento de protecao comum cujo R. foi escolbido em funcao do dispositivo diferencial. Ocorrendo uma a fase-massa em (1), aparecera uma tensao de contato UBI' provavelmente superior 11 tensao de contato o. (b) Noscircuitos terminais Fig. 3.19 -..." !! 100 Instalacoes Eletricas 101 Projetos das Instalacoes Eletricas limite, que nao sera eliminada em tempo habil. 0 condutor de protecao comum colocaria as mass as da insta. lacao (2) sob tensao de contato VB" e 0 disjuntor DR nao atuaria, uma vez que a corrente de falta para tern nao passaria por ele. Consideremos agora 0 caso de urn predio com varies consumidores (ou seja, com varias instala~es), utilizando 0 esquema TT e com urn aterramento de protecao comum, cada urn com sua protecao difs. rencial geral (Fig. 3.21). Como sabemos, cada instalacao tera sua corrente de fuga "natural", da ordem de alguns miliarnperes. Normalmente, tais correntes nao provocam a atuacao dos respectivos DRs e, portanto , flu em pelo condutor de protecao comum, podendo provocar 0 aparecimento de tensoes de contato perigosas (sem a necessaria atuacao do DR), 0 que se torna mais provavel quando ha muitc, consurnidores. Nessa situacao a resistencia RA deveria ser coordenada com a soma das correntes de fuga. No entanto, sendo esse valor de dificil deterrninacao, 0 mais pratico e realizar urn aterramento (comum) com uma resistencia inferior a 100 n. Iml~1 • ~ DR DR I "'1 "" 1 ' Ill' :"!II~I'III'j ·1" , :rI!l, !!i.!, ...., .J.: ... (1) : I I I ,L _______ l } PE - RA Fig. 3.22 3.11.7 Aterramento (ver Item 4.11) ~ -- Fig. 3.21 Aterramento e a ligacao intencional com a terra, isto e, com 0 solo que pode ser considerado como urn condutoratraves do qual a corrente eletrica pode fluir, difundindo-se. Sao aterrados inv61ucros de equipamen­ lose partes de instalacoes. Nasinstalacoes eletricas sao considerados dois tipos de aterramento: l~l.i!'~.:~'.':.I! aterramento funcional, que consiste na ligacao a terra de urn dos condutores do sistema (geraImente 0 neutro) e esta relacionado com 0 funcionamento correto, seguro e confiiivel da instalacao; e 0 aterramento de protecao, que consiste na ligacao 11 ierra das massas e dos elementos condutores estra­ nhos a instalacao, visando 11 protecao contra choques eletricos por contato indireto. "!i!'j';~"!: - Num predio residencial ou comercial existem, como sabemos, varias instalacoes a considerar, urna pol unidade de consumo. Assim, temos uma instalacao para cada apartamento, loja ou conjunto comercial (salas) e geralmente uma para a chamada "administracao" do predio, englobando todas as areas comuns. Os medido­ res e as protecoes gerais das diversas instalacoes, e portanto as respectivas origens, estao agrupados em u~.~u mais centros de medicao, sendo 0 caso mais comum, para predios verticais, 0 de urn iinico centro de medi~~O no pavimento terreo ou no subsolo do predio, Cada instalacao devera possuir protecao diferencial pr6Pll~ observando-se que: para a administracao geralmente e mais pratico utilizar varies DRs, urn por setor (iluminacao dos hal1s e escadas, apartamento do zelador, garagem etc.); . para os apartamentos, lojas ou conjuntos comerciais, os DRs podem ser localizados nas respectivas 0% gens ou nos quadros de distribuicao de cada unidade, urn por circuito terminal ou urn para cada grupo circuitos tenninais (iluminacao, tomadas de uso geral e tomadas de usa especffico para aparelhos fJxos), o disjuntor DR que, como sabemos, protege tarnbem contra sobrecorrerites e 0 dispositivo ideal p~IL todas essas aplicacoes. '?:] I, 'iN} - v: 0 .,':!c': Podemosfalar tambem num aterramento de trabalho, cujo objetivo e tomar possfveis, sem perigo, a~oes de ~unanuten~ao sobre partes da instalacao normalmente sob tensao, colocadas fora de service para esse fim. Tra­ -sede um aterramento de cariiter provis6rio, que e desfeito tao logo cessa 0 trabalho de manutencao, 'frataremos aqui apenas do aterramento de protecao, •!li'T!! " -. I', ;" ~i1: ': -:,,", i: '~I:'.!ii:i!; i.::~ i ~I '": 'ii' "i ' :I .'," Ii»~ I ,r-,':.'I'; : ,jI1l' :.i!I.!'i.l[ :ii\1 !.: . "'1 r: ; ; ;'I! Ir:" , Urn aterramento e constitufdo, em suas linhas essenciais, pelos seguintes componentes (Fig. 3.23): I) eletrodo de aterramento, que constitui a parte colocada em contato com 0 solo, com 0 objetivo de dis­ persar a corrente: ) condutor de aterramento, que liga 0 eletrodo de aterramento ao terminal de aterramento principal; ::1:::1:1 II.d I(:i) i) 1[:11,,/1 :' :: .,: . ' .., ';'~ ,101 ---::,~.-.,,~. .<\.~,:~~;)_:., "' ,;:.~!.~!:;" 102 ~,'.~ 3) condutores de eqtiipotencialidade, com os quais sao feitas as ligacoes eqiiipotenciais (principal e suplc­ mentar), que sao: - o(s) condutortes) deequipotencialidade principaltis), que liga(m) ou interliga(m) as canalizaco-, metalicas nao-eletricas (coletivas) de abastecimento do predio (agua, gas, ar-condicionado etc.) e os elementos rnetalicos acessfveis da construcao; - os condutores de equipotencialidade das ligacoes equipotenciais suplementares que interligam mas­ sas e/ou elementos condutores estranhos instalacao; a 4) condutor de protecao principal, ao qual sao ligados, diretamente ou atraves de terminais de aterramento, os condutores de protecao das massas, 0 condutor de aterramento e, eventualmente, condutores de eqiiipotencialidade; 5) condutores de protecao das massas, que acompanham os circuitos terminais promovendo 0 aterramento das massas dos equipamentos de utilizacao alimentados; 6) terminal de aterramento principal, que deve reunir 0 condutor de aterramento, 0 condutor de protecao principal e o(s) condutor(es) de equipotencialidade principal(is). Observe-se que essa subdivisao nao e essencial ao funcionamento da instalacao (de fato, todos esses ele­ mentos estao geralmente no mesmo potencial), mas deve ser respeitada para garantir facilidade de controle e inspecao do aterramento, bern como para efeito de dimensionamento. - Condutor de protecao de circuito (PE) ­ I _ . i. ':~~-:~.~F"· . Terminal de aterramento principal - - , TT ~ T - 1 I I _ _ aterramento (mantidas as demais condicoes), essa dependencia manifesta-se atraves de proporcionali­ dade direta (ver Item 8.5); o comprimento de cada haste influencia positivamente a eficacia do aterramento, no sentido de que a resistencia e tanto menor quanta mais longa e a haste; 0 volume de dispersao disponivel para cada haste e tarnbern de irnportancia fundamental; de fato, a zona de dispersao de uma haste (zona dentro da qual 0 terreno dispersa totalmente a corrente e fora da qual a ten sao se toma nula) apresenta urn raio que varia de 18 a 25 m, crescendo como comprimento da haste; 0 mimero de hastes ligadas em paralelo influi positivamente na resistencia apenas se a distancia entre elas for suficiente (pelo menos 5 a 6 vezes 0 comprimento da haste). Devido 0 material a utilizar; - a forma e a dimensao do eletrodo; - a colocacao topografica. - Na pratica sao utilizados eletrodos constituidos por hastes, em anel e em malha. Hastes ~T I I ";p.',:'" "" " a incerteza e a dificuldade de obtencao dos dados, e suficiente que 0 dimensionamento forneca as indica~5es principais, em particular: Condutor de aterramento 0° ITT L L 1 : ., '"O~o(> Eletrodode 103 A haste, com sua forma tipica alongada, indica de modo muito simples e imediato sua funcao. Ela deve "injetar" a corrente no terreno para dispersa-la, perturbando 0 menos possfvel a superffcie. Da Fig. 3.24 deduz-se que a haste deve ser introduzida verticalmente, modo pelo qual existe menor resis­ tencia, apresentando menor perigo para as tensoes de pas so produzidas na superffcie durante 0 funcionamen­ to. A corrente se dispersa para baixo nos estratos mais profundos do terreno. A secao da haste pode ser cilfn­ drica,macica ou tubular, com perfil T, L ou X. A parte superior da haste deve situar-se a uma profundidade de, no minimo, 0,5 m, a fim de evitar possiveis danos extemos. Condutor de protecao principal (PE principal) _.lmFlrHlp' ~;.:. ",' Projctos das Instalacocs Eletricas Instalacoes Elctricas . ... 1 6a7L As hastespodem ser consideradas em paralelo para oistanciasnao inieriores a 6 a 7 L. )rJ "" aterramenlo Fig. 3.23 Descricao dos componentes de aterramento de acordo com a NBR-5410. 3.11.7.1 Eletrodos de Aterramento As hastes se influenciam reciprocamente se estiverem muito vizinhas e entao nao podem ser consideradas em paralelo. o eletrodo de aterramento pode ser constitufdo por urn iinico elemento ou por urn conjunto de elementos. Fig. 3.24 o tenno tanto se aplica a uma simples haste enterrada quanto a varias hastes enterradas e interligadas (casOS mais comuns) e a outros tipos de condutores em diversas configuracoes, como sera visto adiante. Urn eletrodo deve oferecer a uma eventual corrente de falta urn percurso rapido e facil pelo terreno. A eficiencia do aterramento e caracterizada, em principio, por uma baixa resistencia de aterramento (medida entre 0 terminal de aterramento principal e a terra), ou seja, pela capacidade de dispersar a maior corrente possfvel com a menor tensao possivel. Na realidade, 0 fenomeno depende de urn conjunto de fatores, entre os quais: a resistividade do terreno, estendida a todo 0 volume de dispersao, que representa a maior incognita. por ser extremamente variavel com a natureza do terreno, com a umidade, com a quantidade de sais dissol· vidos e-tambern com a temperatura; quanta maior a resistividade do terreno, maior a resistencia de. Elerrodo em anel O'eletrodo em anel e constitufdo por urn condutor (geralmente de cobre nul enterrado ao longo do perfrne­ trodo predio a uma profundidade de, no rnfnimo, 0,5 m. Do ponto de vista do campo de dispersao, 0 condutor e~iilogo a uma haste horizontal muito longa. Pode-se deduzir que a eficiencia e baixa e a corrente percorre rnnclpalmente as camadas superiores do terreno. Devido asimplicidade de instalacao, esse tipo de eletrodo e d~g~m~nte utilizado; a resistencia e inversamente proporcional ao comprimento do condutor, desde que a IS!ancla entre os lados seja da ordern de 20 a 30 m. --.... 1 04 Instalacoes Eletricas Projetos das Instalacoes Eletricas Malha , 'ill; I\I~ COl1dutor de proteciio A chamada "malha de terra" e constitufda pela combinacao de hastes e condutores. Nela a interconeXiio dos lados opostos do eletrodo com forma poligonal fechada (triangulo, quadrado, hexagono etc.) tern a fun~iio de equalizar a superffcie do terreno, abaixando ou anulando as tensoes de passo e de contato. Para atenuar 0 gradiente de tensao ao longo do perfrnetro da malha, e de boa pratica enterrar verticalmente ao longo dos lados externos uma serie de hastes profundas e distanciadas entre si, Assim e superado 0 problema das tensoes de passo, muito perigosas no caso de cabines de distribuicao em media e alta tensao, 3.11.7.2 Condutores Utilizados no Aterramento de Protecao Podem ser usados como condutores de protecao: - veias de cabos multipolares; condutores isolados ou cabos unipolares num involucre (conduto) comum aos condutores vivos; condutores isolados, cabos unipolares ou condutores nus independentes; protecoes metalicas ou blindagens de cabos; eletrodutos metalicos ou outros condutos metalicos: certos elementos condutores estranhos a instalacao, condutores de protecao (principal e das massas); condutores de aterrarnento, condutores de equipotencialidade (da ligacao eqiiipotencial principal e das ligacoes eqiiipotenciais suplementares). vivosdos circuitos. Nessas condicoes, e mais facil avaliar, em nfvel de projeto, a impediincia do percurso da correntede falta fase-massa, 0 que ejundamental principalmente nos esquemas TN. Por outro lado, 0 fato de oscondutores de protecao fazerem parte das linhas eletricas dos circuitos respectivos simplifica a execucao da instalacao, qualquer que seja 0 esquema de aterramento. Os condutores de protecao (no caso de condutores isola dos, cabos unipolares ou veias de cabos multipolares) devem ser idenlificados pela dupla coloracao verde-amarela ou, na falta desta, pela cor verde, utilizada na isolacao dos condutores isolados ou das veias de cabos multipolares ou na cobertura de cabos unipolares. Quando oscondutores PEN (esquema TN-C) forem identificados por cor, esta deve ser azul-clara (a mesma que carac­ teriza 0 condutor neutro) com indicacoes verde-amarelas nos pontos visfveis e/ou acessfveis, Em condicoes normais, os condutores de protecao nao sao percorridos por corrente (a nao ser eventuais correntes de fuga). Sua secao deve suportar solicitacoes termicas elevadas, porem ternporarias, devidas as . correntesde falta para terra, bern como as solicitacoes mecanicas de instalacao, Os condutores de protecao e os condutores de fase sao, em princfpio, submetidos aos mesmos esforcos (ter­ micose de instalacao) e, por esse motivo, a secao minima previstapara os condutores de protecao depende da se9iio correspondente dos condutores-fase. Se urn unico condutor de protecao serve a varies circuitos, sua secao deveser relacionada com a referente ao cabo de fase de maior secao, A tabela a seguir indica essas relacoes: Secao minima do condutor de protecao correspondente (rnm') Se~ao dos condutores­ fase, S (mm-) Fig. 3.25 Eletrodo em ane!. S";; 16 16 < S";; 35 S> 35 A NBR-5410 tambern especifica a secao minima dos condurores de protecao considerando urn criterio mecanicoe urn enteric termico, Pelo criterio mecanico, se 0 condutor de protecao nao fizer parte do mesmo cabo.o~ do mesmo inv61ucro que os condutores vivos, a secao minima sera de 2,5 mm', se possuir protecao ~ecam~a, e de 4 mm' se nao a possuir. Por sua vez, 0 condutor PEN (que s6 deve ser usado em instalacoes IMs)nao deve possuir secao inferior a 10 mm'. . 0 criterio termico exige que a temperatura do condutor seja mantida dentro de limites prefixados. Para que IS$O ocorra, a secao deve atender expressao I --+---..I I , , I I --+----..I I I I I I I "V' o tY " ¢ .CJ" 0 o 0 ..9.0 0 o 0 0" . 0 0 o 0 A 0 0. 0 0 0 o" • '0 t> • S"5, I" .Il • • 0 Fig. 3.26 Malha. :1'°°0 0 o' !!!.. F 0 :ki!j~m: 0 :i.!..•.•. 'I~ J . :\fr Ji':,~ I~!~J '~~ );~:i .[ii jiil: '. ~;:I~: ~::j~' "1 ~,,' 'ii: III l~i. ~I' I',:. I':~ "I~: ~i~::i :,'1':· 0 i.t,,'.,.:., Ii i ; ,'~ I" :;'i. I",.,. 0· . . • 0 0 a " I "T'. a o '11111~ a --1----...I I • ~ .. I I I 1;" S 16 SI2 --'1+---,..----, O',{' '. utilizados pelos condutores vivos dos circuitos ou veias de cabos !!1ultipolares que contenharn os condutores Secoes Mfnimas Prescritas pela NBR·5410 para os Condutores de Protecao uf.. (I Preferencialmente devem ser utilizados condutores isolados ou cabos unipolares nos mesmos involucres Como vimos, para realizar urn aterramento de protecao, devem ser utilizados: - 105 :, . se9ao do condutor de protecao (rnm'); valor eficaz da corrente que percorre 0 condutor no caso de falta direta fase-massa (A); tempo de atuacao do dispositivo de protecao destinado a interromper a falta (s); coeficiente cujos valores mais comuns sao dados na tabela a seguir. !!,! . ,J<:....j .. j. 106 ;"j;-k.~~~~ '-..d.' .'.' ',:'~:..' :.,,~. ,~ . Justala,6esEletricas Projetos das Instalacoes Eletricas Valores Mais Comuns do Coeficiente k (NBR-5410) Tipo de condutor de protecao Unindo com urn condutor dois objetos metalicos, eles ficarao praticamente no mesmo potencial. Sabemos que, tocando dois objetos que estejam interligados, mesmo que seu potencial esteja elevado nao havera ne­ nhum perigo. A ligacao eqiiipotencial principal (EQP) interliga diretamente 0 terminal de aterramento principal com os elementos condutores estranhos instalacao do predio. As Iigacoes equipotenciais suplementares (EQS), in­ terligando massas e/ou elementos condutores estranhos instalacao, in loco, ofere cern mais urn estagio de seguranc;:a. k Condutor isolado (cobre) com isolacao de - PVC (PJRASTIC AF, PJRASTIC-FLEX AF) - XLPE (VOLTALENE) Cabo unipolar (cobre) com isolacao de - PVC (SlNTENAX AF) - EPR (EPROTENAX, EPROPRENE) - XLPE (VOLTENAX) Veia de cabo multipolar (cobre) com isolacao de - PVC (TRlPLAST AF, SJNTENAX AF) - XLPE (VOLTENAX) - EPR (EPROTENAX, EPROPRENE) Condutores nus - Visfveis e em areas restritas - Cobre A90 - Em predios - condi96es normais - Cobre A90 - Em predios -.:risco de incendio - Cobre A90 a 143 176 143 176 176 115 228 82 159 58 49 = 6 10 16 25 EQS '" PE de menor secao EQS '" 1/2 da secao do PE corresp. EQS '" 25 mm' cl prot. mec. ou 4 mm' sem protecao rnecanica V A intensidade da corrente eletrica que atravessa uma impedancia depende diretamente, como demonstra a lei de Ohm, da tensao aplicada. Dar a necessidade de c1assificar todas as diversas situacoes de perigo em fun­ c;:ao do valor da tensao que possa ser aplicada ao corpo humano, considerado do ponto de vista eletrico como uma impedancia (resistencia). Zs Tensiio nominal de R. --..E.. Condutor de aterramento Esse condutor, instalado separadamente, nao esta relacionado diretamente com nenhum condutor-fase ou de protecao. Esta, via de regra, sujeito a riscos de corrosao e a danos mecanicos de causa extema. Sua sec;:ao minima, alern de atender aos mesmos criterios meciinicos e eletricos atendidos pelo condutor de protecao, deve obedecer seguinte tabela: a S~ijes Minimas Convencionais de Condutores de Aterramento Protegido mecanicamente De acordo com 6.4.3.1 urn sistema eletrico em relaciio a terra (Vo) Eo valor da tensao entre urn condutor-fase e a terra em condicoes de funcionamento nominal. Nos esque­ masIT e TN coincide com a ten sao entre fase e neutro (127 V nos sistemas 127/220 V, e 220 V nos sistemas 220/380 V). Tensiio de falta (tensiio total em relacdo aterra) (V F) E a tensao que aparece, quando de uma falha de isolamento, entre uma massa e urn eletrodo de aterramento de referencia, isto e, urn ponto cujo potencial nao seja modificado pela energizacao da massa. S6 e definida se o sistema possuir urn ponto aterrado (Figs. 3.27(a) e 3.27 (b)). Pode ser menor ou, no limite, igual tensao nominal em relacao terra (V F .;; V 0)' a Nao protegido mecanicamente a Tensiio de contato (VB) Cobre: 16 mm' E a tensao que pode aparecer acidentalmente, quando de uma falha de isolamento, entre duas partes simul­ laneamente acessfveis (Fig. 3.27(b)). A90: 16 mm' Nao protegido contra corrosao 10 16 25 '" 35 i .;.!'II' ''tK. . '.: • ~,,Li :,: ~: :~;!l '~" ';'1 j Fig. 3.35 Ligacoes de interruptores paralelo, intermediario, bipolar e minuteria. Fonte: PIAL-LEGRAND. ::',!!I 1:·;1 .. ,/.••.. 1.····;··II,.i·~ :.;'.;,!I i-':.- - - ll4 . ..~.~- :-;y,.; .. ... :_,.:.",-: , .<:-'~.::;~~ .. Projetos das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas ll5 Os contactores SaO semelhantes as chaves magneticas, porern simplificados, pois nao possuem rele termico Neste esquema temos uma chave magnetica trifasica, Ela serve para ligar e desligar motores ou qUaisquer circuitos, com comando local ou a distancia (controle remoto). 0 coman do pode ser urn botao interruptor, deprote"ao contra sobrecargas. chave unipolar, chave-b6ia, termostato, pressostato etc. No caso de botoes, ha urn circuito especial que man tern a chave ligada depois de pression ado 0 botao, Exempto Na Fig. 3.37 vemos 0 esquema eletrico de uma chave magnetica de urn dos fabricantes, 0 que permitea qualquer pessoa constatar 0 caminho eletrico quando a mesma e fechada por qualquer meio de comando. Ernumaloja, cujas portassao fechadas as 19 horas,desejamoscomandar os circuitosda marquisee das vitrinas (luz), tantointerna (antes de fechar)quantoexternamente(depois de fechar). Apresentamos uma sugestaopara resolver 0 problema(Fig. 3.38). Verndo quadro geral -- -­ 12 I I I ~ I I -. ---­ t I I Fig. 3.36 I Contac­ tores I I I I I I I Linha tritasica A~C < l : I I I I I I I I I I I _..J L _ __ _ __ U : III I :-N-- - - com Iusiveis - -,, , I I , , , , il - - 1- - 2 - Guarda motor :i £ ~* >0 ~ I I I I I I I I , Eu -~~! 8C L__ ---N!=, I 1 Vitrina Marquise Conlactor 3 TN3 T8, da Siemens Pos~;;o 1 d. chave reversora -+ Comando local (antes de fechar) I r I I Posi,;;o2 ,I dachave reversora --+ Comando palo contactor (depois de fechar) I , I , , -;'; 00 , 80t;;0 regulador Fig. 3.38 .9 .~ ~ '"0 £-0 10", s I I I ----------_....1 Guarda motor Fig. 3.37 Diagrarnade ligacoes de uma chave magneticaEletromar. 3.12.4 Controles com Intertravamento .. "::":: :;;,~.12.4.1 Instala~6es de AI Condicionado Central ~~~~{.Emdiversas instalacoes eletricas toma-se necessario 0 intertravamento entre equipamentos, ou seja, deter­ adamaquina so entra em operacao quando sao satisfeitas certas condicoes relativas a outras maquinas. 0 avamentoeletrico e muito utilizado em instalacoes industriais e eletromecanicas (elevadores, ar condi­ o etc.). 0'!lemos,por exernplo, uma instalacao central de ar condicionado, sistema de agua gel ada, a qual exige s':Jam satisfeitas certas condicoes antes que a unidade central de agua gelada entre em funcionamento. tipo de instala"ao possui os seguintes equipamentos basicos (Fig. 3.39): ~ 116 Projetos das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas 117 Agora que ja temos uma nocao de urn sistema de at condicionado, vejamos como seria projetado 0 circuito de controle. Antes, porern, vejamos certas definicoes basicas: Circuito de controle. E urn circuito que utiliza baixas correntes e diversos componentes que perrnitem a energizacao da bobina de ligacao do circuito de forca, - Cireuito de forca. Eo circuito principal do contactor que pennite a ligacao do motor da maquina operatriz. Utiliza correntes elevadas. - Contato normalmente aberto (NA). E 0 contato acionado automaticamente pela bobina de ligacao; quando a bobina nao esta energizada, esta aberto. Seu sfrnbolo e: - =#= Botiies de comando. Servem para ligar e parar 0 motor da maquina operatriz; por meio dos botoes de comando completa-se 0 circuito da bobina de ligacao (botao LIGA) ou interrompe-se 0 circuito (botao DESLIGA). Seus sfmbolos sao: uma unidade central de agua gel ada (PWC), onde e produzida a agua gelada a ser distribufda por meio de bombas de agua ge1ada (BAG) aos diversos pontos do predio (jan-coils); uma ou mais torres de arrefecimento por onde passa a agua de condensacao necessaria a refrigeracs' dos condensadores da unidade PWC; esta agua circula por meio das bombas de agua de condensa~iio (BAC). Cada bomba possui sempre uma de reserva (foi ornitida na figura para facilitar a compreensiio). Se quiserrnos representar por urn grafico a entrada em funcionamento desses componentes, poderemoS colocar em urn eixo horizontal os tempos e em urn eixo vertical os diversos equipamentos (Fig. 3.40). ~- Des ~ ~-- - Contato termico. Serve para desligar 0 circuito, quando ha sobrecorrente; e tambern denorninado rele 'tennico ou rele bimetalico, Seu sfrnbolo e: L BAG PWC o 2 3 Tempos Fig. 3.40 Grafico de sequencia de entrada em funcionamento emuD!' instalacaode ar condicionado. ". \:: Il~ 1\ Costuma-se representar os circuitos de controle e de forca em diagramas separados para facilitar a cornpre­ ensao (ver Fig. 3.41). Pelo diagrama de controle vemos que, ao ser acionada a botoeira LIGA, cornpleta-se 0 circuito eletrico entre as duas fases 1--, e L-" energizando-se a bobina de acionamento, que fecha os contatos do circuito de f?r~a. Ao mesmo tempo e fechado 0 contato auxiliar (ou selo), 0 que possibilita retirar-se 0 dedo da boto­ eira LIGA e 0 motor continua funcionando. Quando se desejar parar 0 motor, bastara acionar a botoeira ~ESLIGA e a bobina de acionamento sera desenergizada, abrindo-se os contatos de forca e 0 contato auxi­ . Agora que ja temos as nocoes fundamentais de urn circuito de controle, observemos a Fig. 3.42, que e urn dl~grama do contactor/3 TA, da Siemens. Este contactor serve para acionamento de motores trifasicos e pos­ SU! Contatos de forca (entrada 1-3-5; saida 2-4-6), acionados pela bobina a-b, e os contatos auxiliares norrnal­ rnente fechados e norrnalrnente abertos. Estes contatos tambem sao acionados pela bobina a-b. USando este contactor e mais reles termicos, botoeiras, lampadas sinalizadoras, chaves-boia etc., va­ . ~i' ~os projetat urn circ~i~o de cont.role (Fi?., 3.~3) de uma instalaya~ central de at co~di~ionad~, sistema.de '.,j':;s~a gelada. As restncoes, ou seja, a sequencia de entrada de funcionamento das maqumas, sao as seguin- BAC Iii' ';! liar. Torres 1~~ - Contato comutador. Inverte a ligacao, As condicoes necessarias pata que a unidade PWC possa entrar em operacao sao as seguintes: 1:) haver agua no reservat6rio e as torres estarem funcionando; 2:) bomba de agua de condensacao funcionando; 3.') bomba de agua gelada funcionando. 1;1/ )1 'i~ ~ -- -- IIII~ I do. Seu sfmbolo e: Fig. 3.39 Instalacao de ar condicionado- Sistema de agua gelada. ~{ -L - Contato normalmente fechado (NF). Eo contato que, quando a bobina nao esta energizada, esta fecha­ ou 1,~l l: ::I.;~~ ~ ~g '{j ! iil\ ,,'; r ._ I;, 11 I I.') Havendo agua, a chave-boia fecha seu contato; entao, podemos dar a partida nas torres de arrefecimento de agua, acionando-se as botoeiras LIG I e 2. ::':,.... ;.--'.r;."'~:-.~' . CONTACTORES 3 TA/3 TB (CHAVES MAGNETI9AS) PARA MOTORES TRIFASICOS ATE 378 kW E 514 cv RELI~S BIMETALICOS 3UA R 3 - 60 Hz - 220V S T h e 21 r L3 _ (15)(1~ ---+--+-----...0--­ 13;31231~ Contato "'-1 Des o I L1 - -.....- - - - - - ­ L2 _ _-I-_........>-- L2_. auxiliar b O • b1 (16) Chave geral -:1 ---, I -l I I I I I •~ •f0 b12 b13 I (1 8) (20) I I I ' Sabina L3 e-----.l.- ( ) - Denominacao antiga _ bO e b1 - Botoes de comando (a) b12, - Chave unipolar (interruptor) b13 - Chave-b6ia Fig. 3.41 (a) Diagrama de controle. (b) Diagrama de force. L .F\~S~_...----r---~~-------~.----------------_r_--------------_r---- 1 .L 1'p~S ~ > I.PSlS ~ h .rorrei o g: Fig. 3.42 Diagrarna do contactor 3 T A/3 TB, da Siemens. LIg1 ~'X"" RA 5-=-rRA 6 , 2 Des1 ~. PWC l Lig211 RA 1 Lig 7 RA 2 RA 7 f~ , I!','; L Bob. >-d Bob., 4 b Bob. 5 b Bob. 7 -£. §" "­ ~ 5' L, Lig Des L - ! Liga Desliga Larnpada 0' ~ t!j n· Fir,_3.43 Circuito de controle de uma instalacao central de agua gelada, s 9 ........ \Q .. 120 . Instalacces Eletricas 2.') Quando as bobinas I e 2 sao energizadas, fecham-se os contatos de forca das torres e os contatos a 1­ xiii ares normalmente abertos RA I e RA 2 (contatos de selo), podendo-se tirar 0 dedo das botoeir; continuando as torres em funcionamento. . " 3.') Estando as torres em funcionamento, podemos dar a partida nas bombas de circulacao de agua do co densador do seguinte modo: + ,!"i • , H , r I; ~. - · J! I1 • " 1 'o" f , , 0 ~'6 o ;; Funcionamento da unidade central de dgua gelada (PWC) , Para que a unidade central possa entrar em funcionamento, e necessario que as bombas de circulacao agua do condensado e as bombas de agua gelada estejam funcionando,ou seja, os contatos RA 3 (ou RA 4: RA 5 (ou RA 6) estejam fechados. Ja vimos que os contatos RA 3 (ou RA 4) sao fechados quando a BAC (, BA CR) esta funcionando. Agora, usando os segundos contatos normalmente abertos dos contactores, fazem com que esses contatos em serie com RA 5 (ou RA 6) das bombas de agua gelada satisfacam as condicoes par, que a botoeira LIG 7 da PWC possa completar 0 circuito da bobina 7 e iniciar a partida da unidade centr (PWC). e o ~o c; ! · ! a "'9" !~ I-II! r If 01 .,; 0 o ~'6 c:: o I I ~o ~"ee e s os 0. " '5 sr o 0 'G e • Este foi apenas urn exemplo de circuito de controle com intertravamento. Usando contactores, botoeir chaves-b6ia, reversao e a imaginacao do projetista, podem-se projetar diversos tipos de controle, cada qu adaptado as restricoes impostas para 0 tipo de acionamento desejado. i •! I , , , , e:: .!• • \l, I o ~:il'l~ ! ue I ~~ ~:l\i' ::llil ,"I'! Fig. 3.50 Controle da intensidade da luz incandescente, por reostato. Neutro Fase Fig. 3.48 Controle master switch para urn circuito. Neste circuito podemos ver que, fechando-se 0 contato master switch, as lampadas se acenderao, qualquer ue seja a posicao das outras chaves. Para 0 controle.de dois circuitos temos a Fig. 3.49. .., i ,:i~',.ii[ tr,I,; 2) Variar a tensao aplicada, com a utilizacao de urn equipamento eletr6nico (Fig. 3.51), cuja designacao generica e dimmer, em que a dissipacao de calor e rnfnima, pois a corrente da lampada nao passa pelo potenciometro, mas pelo tiristor (triac) mediante urn controle que !he imp6e 0 diodo (diac). tl'\["i:' .Para entender 0 funcionamento deste circuito, precisamos conhecer a funcao de cada componente do cir­ ~UltO da Fig. 3.52.0 diodo D I , tern a finalidade de fazer disparar 0 triac QI num certo angulo de defasagem, he modo que a tensao aplicada 11 carga possa variar desde urn maximo ate urn valor proximo de zero (parte achurada da Fig. 3.53). as componentes do circuito (R» R 2 , C I e C 2 ) vao provocar urn retardo no tempo do ,II . :-;-.-:-.~.,-. ,'I 'iii , ; 'I:! :. "!':I ,:~ ..' ',_, ' 126 -·c ',:,-.""!>':',: Instalecoes Elcrricas ,- 'r: ., l:·:;~~·j}c_~_.- ,.-.:'-':1-;.;) ,. 127 Projetos das Instalacoes Eletricas 90' o ___ ~ ~ soow '//// // / / / ~ / 360' Dimmer 270' Fig. 3.51 Controle da intensidade da luz incandescente, por dimmer- vista externa. (a)Variacao da Tensao no Triac 0, (b) AngUlo de conducao do Triac 0, Fig. 3.53 Diagrama de operacao do triac da Fig. 3.52. 3.12.6.2 Iluminacao Fluorescente r­ 1 o :> o Atualmente ja se dispoe de recursos para a variacao da intensidade luminosa da luz fluorescente, porem 0 circuitoe bern mais elaborado. Ha dois tipos de controle das lampadas fluorescentes: I t ,, I o soow I I I 0,1 iLF C1 R2 a) Por meio do circuito eletronico (dimmer), conforme se pode ver na Fig. 3.54. Este dimmer eletronico pode variar a intensidade da lampada,' desde 0 brilho maximo ate 1% deste brilho maximo, e consta basicamente dos seguintes elementos: lampada fluorescente de 40 W de partida rapida; reator especial para dimmer; unidade dimmer; seletor de brilho. I './ ~------;,-1"' I I , , ,, 4,7 K MBS4991 I , 0 controle do brilho da lampada e obtido pelo controle do fluxo de corrente durante cada meio-ciclo da I tensao de 60 ciclos/segundo, Esta unidade de controle da corrente usa duas valvulas thyratron conectadas de Rt 200 K (PolenciOmetro) I I L ..' L .-I: I ------~ Componentes do Dimmer. C, e C2 - Capacilores R, - Resistor variavet(potenciOmetro) Resistor de valorfixo R2 0, - Tiristor(DIAC) 0, - Tinstor (TRIAC) Fig. 3.52 Controle da intensidade da luz incandescente: diagrama do dimmer e sua liga~iio a lampada. 'talmodo que possam conduzir correntes em ambas as polaridades da tensao alternada. A variacao do brilho da lampada e conseguida por urn pequeno resistor, que controla 0 angulo da fase da tensao de grade e portanto a correme no reator e na lampada. Esta operacao pode ser manual ou automatica. Este dimmer pode controlar ate 32 lampadas ou mais. ... / 120 Vou 240 V 60 cis Paraoutra lamp ada e reator -:... ~.... disparo do triac Q[, pois 0 diodo D, s6 conduz quando a tensao de corte (breakover) ultrapassa 20 volts, e, nesse momento, os capacitores C, e Cz descarregam na "porta" (gate) do triac Q[, que conduz a tensao para a carga neste exato ins tame. A regulacao do tempo de disparo dos capacitores C, e Cz e conseguida pela variacao da resistencia R, (potenciometro): quanto menor 0 valor desta resistencia, tanto mais rapido sera conseguida a tensao de corte do diodo D, (20 volts), pela descarga destes capacitores. NaFig. 3.53 vemos que a tensao aplicada a carga tera urn valor rnenor que a tensao plena 020V); porisS?, o brilho da lampada sofrera uma reducao, Nota-se, pela Fig. 3.53, que 0 triac Q, e capaz de conduzir nos dois ciclos da alternancia da tensao. Desse modo, 0 controle do brilho sera mais suave. Fig. 3.54 Controle da intensidade da luz fluorescente: dimmer eletronico. b) Por meio de circuito com reatancia variavel (dimmer), conforrne se pode ver na Fig. 3.55. Este tipo de , dimmer urn metodo simples e de baixo custo para 0 controle da iluminacao fluorescente, que pode variar desdeo brilho maximo ate 2% deste brilho. Comparado com a circuito eletronico do item (a), nao pode conseguir 0 mesmo grau de suavidade no controle da luz, mas preve recursos para flexibilidade na ilumina~ao fluorescente. ' e 128 Projctos das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas 6. Calcular a demanda em watts, para 0 129 calculo do ramal de entrada de umaescola, com potencia instalada de 56400 W. 7. Uma instalacao eletrica com eletrodutos metalicos tern capacidade para 100 A. Qual devera ser a seyao ~ 120V 60 cIs -= 12­ 3- do condutor terra? 8. Qual'sera 0 condutor escolhido nos exercfcios 3 e 4, onde foram usados os dois criterios de selecao? 9. Admitindo-se urn circuito, com quatro condutores Pirastic Antiflan de 95 mm-, qual sera 0 \I~ eletroduto adequado? 10. Na entrada de uma instalayao, mediu-se a tensao de 110 V e, no ultimo ponto do circuito, 105 V. Qual a queda percentual desta instalacao? Il. Qual 0 tempo necessario para que, num curto-circuito, seja atingida a temperatura limite pelos conduto­ res? Dados: condutor PVC170 de 95 rnrn', corrente de curto-circuito presumivel de 6 kA. 12. Urn disjuntor 3VE-5, rele 80-100, esta regulado para 85 A. Para urn curto-cjrcuito de 4,25 kA, em que tempo havera 0 disparo? (Ver Fig. 3.15.) Reator especial l.ampada fluorescente de partida rapida Compensador de reatancia variavel !~ "~~IiF \~" ,! i , ;" 13. Supondo a resistencia do corpo humano de 1 000 ohms, qual a tensao maxima em corrente alternada para que tenha inicio a percepcao de choque eletrico? Fig. 3.55 Controle da intensidade da luz fluorescente: dimmer de reatancia variavel, 14. Urn interruptor comum deve apagar urn circuito com 10 lampadas fluorescentes de 40 W cada, em 110 V. Usando reatores duplos de alto f.p. que aumentam a carga em 20%, qual sera a capacidade do interruptor? RESUMO i1Ihl., .!.~,~ li~~ Projeto de instalacoes eletricas. Sfrnbolos graficos utilizados. Cargas dos pontos de utilizacao, Tomadas de corrente: prescricoes da NBR-5410. Divisao das instalacoes em circuitos. Condutores eletricos utilizados: tabelas. Quedas de tensao admissfveis: definicao e tabelas. Maneiras de instalar os condutores: prescricoes da NBR-5410. - Fator de demanda e fator de diversidade. Sistemas de aterramento: definicao e esquemas da NBR-5410. Dispositivos de protecao dos circuitos: chaves de faca com porta-fusiveis, disjuntores, coordenacao e seletividade da protecao, dispositivos diferencial-residuais (DR), aplicacao dos dispositivos DR, observa­ yoes, aterramento (eletrodos, condutores de protecao), i~ [ ;.;; lH m :i ~ ': \~:, J, '. . :\j' II:, l ~ I'; Exercicios de Revisao I~' 1. Qual deve ser a secao do condutor neutro, nao protegido contra sobrecorrentes, quando os condutores­ \0 fase, de cobre, sao de 25 mm'? i! ~,' iT,., 2. Qual deve ser a queda de tensao maxima para urn circuito de iluminacao, alirnentado por fonte propria? ,., 3. Urn circuito trifasico a 4 fios tern os seguintes dados: P = 65000W; U = 220 Ventre fases e 127 Ventre fase-neutro; fator de potencia = 85%. { Utilizando condutores isolados com PVCI70, em ambiente a 50°C, qual a secao escolhida pelo criterio da capacidade de corrente e maneira de instalar n." I? 4. Se, no exemplo anterior, todas as cargas forem monofasicas, qual sera da queda de tensao, para 2% e usando a Tabela 3.4? Distancia entre 30m. 0 0 condutor escolhido, pelo criterio ultimo circuito e 0 quadro eletrico: 5. Qual sera a secao do condutor de terra (protecao) para urn ramal de entrada com quatro condutores de 70 mm'? ' ;"";.,":'-:,­ ',". ' ;;.-I:-:;':~?-· ,-<". ~~ ' ..... ;~_. .,0'::"-:,, Protecao, Seccionamento e Comando dos Circuitos da NBR-5410 - Edicao 1997;98 ~, ..:. q;-::.' . 131 1.3.6 Independencia das instalacoes eletricas 4 As instala90es eletricas de vern ser dispostas de modo a excluir qualquer influencia danosa entre as instala­ e as instalacoes nao eletricas da edificacao, ~5es eleuicas 1.3.7 Necessidades dos componentes a. espaco suficiente; b. necessidade para fins de service, verificacao, manutencao e reparo. 1.3.8 Condicoes de alimentacao Protecao, Seccionamento e Comando dos Circuitos da NBR-5410 - Edicao 1997/98 4.1 PRESCRIC;:;OES GERAIS DOS DISPOSITIVOS DE PROTEC;:;AO Os itens seguintes referem-se a NBR-5410 - A seguir sao indicadas prescricoes fundamentais destinadas a garantir a seguranca de pessoas, de animais domesticos e de bens contra os danos causados e perigos que possam resultar da utilizacao das instala~oes eletricas em condicoes que possam ser previstas. ..:.~ ,,! 1.3.1 1.3.1.1­ 1.3.1.2 ­ 1.3.2 1.3.3 1.3.3.1 ­ 1.3.3.2 ­ 1.3.4 J.3.9Condicoes Protecao contra choques eletricos Protecao contra contatos diretos Protecao contra contatos indiretos Protecao contra efeitos termicos Protecao contra sobrecorrentes Protecao contra correntes de sobrecargas Protecao contra correntes de curto-circuito Protecao contra sobrecorrentes As pessoas, os animais domesticos e os bens devem ser protegidos contra as consequencias prejudiciais devidas a uma falta eletrica entre partes vivas do circuito com tens6es nominais diferentes e a outras causa! que possam resultar em sobretensoes (fenomenos atrnosfericos, sobretensoes de manobra etc.) . 1.3.5 Seccionamento e comando de instalacao Qualquer componente deve possuir, por construcao, caracteristicas adequadas ao local onde e instalado, queIhe perrnitam suportar as solicitacoes a que possa ser submetido. Se, no entanto, urn componente nao apre­ sentar, por construcao, as caracterfsticas adequadas ele podera ser utilizado sempre que provido de uma pro­ te~ao comp1ementar apropriada, em conformidade com esta norma. 2Referencias Normativas A ABNT dispoe de normas com informacoes adequadas a cada uso de normas especificas. Edicao 1997/98. 1.3 PRESCRI<;:OES FUNDAMENTAlS I,. As caracterfsticas dos componentes devem ser adequadas as condicoes de alimentacao da instalacao eletri­ en na qual sejam utilizadas. Em particular a tensao nominal de urn componente deve ser igual ou superior a iensao sob a qual 0 componente e alimentado. NBR-5361183 NBR-5413/92 NBR-5419/93 . NBR-55~7/95 NBR-6146/80 NBR-6148/97 NER.-6150/80· ·NBR-6151180 NBR-6808/93 NBR-7094/96 NBR,7285/87 NBR-93 13/86 NBR-9326/86 · NBR-9513/86 · NBR-I 1301190 NBR'1l840/91 NBR-13300/95 NBR'13534/95 1.3.5.1 Dispositivos de parada de emergencia Disjuntores de BT Iluminancia de interiores Protecao de estrutura contra descargas atmosfericas E1etroduto rigido de a90 carbonico Involucres de equipamentos eletricos Condutores isolados de PVC Eletrodutos de PVC rigido Classiflcacao dos equipamentos eletricos e eletronicos quanto a protecao contra choques eletricos Conjuntos de manobras e controle de BT Maquinas eletricas girantes. Motores de inducao Cabos de potencia com isolacao salida extrudada de polietileno termo fixo para tensoes . de 0,111 kV <, Conectores para cabos de potencia isolada para tens6es ate 35 kV - Condutores de co­ bre e aluminio Conectores para cabos de potencia Emendas para cabos de potencia Calculo de capacidade de conducao de corrente de cabos isolados em regime permanen­ te (fator de carga 100%) Dispositivos fusfveis de BT Redes telefonicas intemas de predios - Tenninologia Instalacoes eletricas em estabelecimentos assistenciais de saude 4 Determina9aodas caracterfsticas gerais Se for necessario, em caso de perigo, desenergizar urn circuito, deve ser instalado urn dispositivo de parada de emergencia, faci1mente identificavel e rapidamente manobravel. 42 Alimenta9ao. e estrutura r-: :.' 1.3.5.2 Dispositivos de seccionamento '.2.4Divisao das instalacoes Devem ser previstos para garantir 0 seccionamento da instalacao eletrica dos circuitos ou dos equipaIl1 ea­ tos individuais para manutencao, verificacao e localizacao dos defeitos e reparos. .t4:1 Qualquer instalacao deve ser dividida, de acordo com as necessidades, em varies circuitos, devendo cada unoser concebido, de forma a ser seccionado sem risco de realimentacao inadvertida atraves de outro circuito. , I 132 Protecao, Seccionamcnto e Comando dos Circuitos d. NBR-5410 - Edicao 1997;98 Instalacoes Eletricas 4.2.4.2 Qualquer instalacao deve ser dividida em tantos circuitos quantos forem necessarios, de forma a pro. porcionar facilidade de inspecao, ensaios e manutencao, bern como evitar que, por ocasiao de urn defeito em urn circuito, toda uma area fique desprovida de alimentacao (por exemplo, circuito de iluminacao), 4.2.4.3 Circuitos de distribuicao distintos devem ser previstos para partes da instalacao que necessitem de controle especifico, de tal forma que estes circuitos nao sejam afetados pelas falhas de outros (por exemplo, minuterias, circuito de supervisao predial etc.). 4.2.4.4 Em funcao da ocupacao do local e da distribuicao de circuitos efetuada, deve-se preyer a possibilidade de ampliacao futura, corn a utilizacao de circuitos tenninais futuros. Tal necessidade, conforme mencionado em 4.2.1.1.2, devera se refletir ainda na taxa de ocupacao dos condutos eletricos e quadros de distribuicao. 4.2.4.5 Os circuitosterminaisdevem ser individualizadospelafuncao dos equipamentosde utilizacao que alimen. tam. Em particular,devem ser previstos circuitos terrninaisdistintospara iluminacao e tomadas de corrente. 4.2.4.6 Em unidades residenciais e acomodacoes (quartos ou apartamentos) de hotels, moteis e similares, de­ vern ser previstos circuitos independentes para cada equipamento com corrente nominal superior a 10 A. 4.2.4.7 Nas instalacoes alimentadas com duas ou tres fases, as cargas devem ser distribuidas entre as fases,de modo a obter 0 maior equilfbrio possfvel, 4.2.4.8 Quando houver alimentacao a partir de varios sistemas (subestacao, gerador etc.), 0 conjunto de cir­ cuitos alimentados por cada sistema constitui uma instalacao, Cada uma delas deve ser c1aramente diferenci­ ada das outras, observando-se que: a. Urn quadro de distribuicao s6 deve possuir componentes pertencentes a uma unica instalacao, comex­ cecao de circuitos de sinalizacao e comando e de conjuntos de manobra especialmente projetados para efetuar 0 intercambio das fontes de alimentacao, b. Os condutos fechados s6 devem conter condutores de urna unica instalacao, c. Nos condutos abertos, bern como nas linhas constituidas por cabos fixados diretamente em paredes oute­ tos, podem ser instalados condutores de instalacoes diferentes, desde que adequadamente identificados. 4.3 Classificacao das influencias extemas Esta subsecao estabelece uma classificacao e uma codificacao das influencias externas que devem ser con­ sideradas na concepcao e na execucao das instalacoes eletricas. Cada condicao de influencia extema e desig­ nada por urn c6digo que compreende sempre urn grupo de duas letras maiiisculas e urn mimero, como descrito a seguir: a. A primeira letra indica a categoria geral das influencias extemas: A = meio ambiente; B = utiliza<;iio; C = construcao das edificacoes b. A segunda letra (A, B, C, ...) indica a natureza da influencia extema; c. 0 mimero (I, 2, 3, ...) indica a c1asse de cada influencia extema. 133 Tabela 6 (a) - Choques mecanicos Tabela 6 (b) - Vibracoes Tabela7 --Presen<;a de flora e mofo Tabela8 -r-r- Presenca de fauna Tabela9 - Influencias eletromagneticas, eletrostaticas ou ionizantes Tabela 10 ~ Radiacoes solares Tabela II - Raios Tabela 12 - Competencia das pessoas Tabela 13 - Resistencia eletrica do corpo humane Tabela 14 - Contatos das pessoas com 0 potencial local Tabeia 15 - Condicao da fuga das pessoas em emergencia Tabela 16 - Natureza dos materiais processados ou armazenados Tabela 17 - Materiais de construcao Tabela 18 - Estrutura das edificacoes 4.4Compatibilidade ,1"1 Ii i' Devem ser tomadas medidas apropriadas quando as caracterfsticas de componentes da instalacao puderem sersuscetiveis de produzir efeitos prejudiciais em outros componentes ou a outros services, ou puderem pre­ judicar0 funcionamento normal da fonte de alimentacao. Essas caracterfsticas referem-se principalmente a: a. sobretensoes transit6rias; b. variacoes rapidas de potencia; c. correntes de partida; d. correntes harmonicas; e. componentes contfnuas; f. oscilacao de alta freqiiencia; g.correntes de fuga; h. necessidade de aterramentos complementares; i. possibilidade de fomecimento de corrente a rede de alimentacao, [11«:1: I~. r: I:' ~ ~: i~ j!iHI' jdlf'll~r:~. .: I. 1.11 "'tlill j !li;111 4.5Manutencao 1 1 1 ;)1;1'1.11 4,6Sistema'de alimentacao eletrica para services de seguranca (ver Secao 6.2 do livro) Wi/lll:· " !"i h 4.6.2.1 Urn sistema de alimentacao eletrica para services de seguranca pode ser: ~ .f\!ifj:ll:j .hil::!:I'I!"I iI'~ 1 1 4.6.2.2 Urn sistema automatico e c1assificado como segue, em funcao da duracao da comutacao, a. Sem corte: alimentacao automatica que pode ser garantida de modo continuo nas condicoes especifica­ das durante 0 perfodo de transicao, por exemplo no que conceme as variacoes de tensaoe de freqiiencia. b. Com corte muito breve: alimentacao automatica disponfvel em ate 0,15 s. c. Corn corte breve: alimentacao automatica disponivel em ate 0,5 s. d. Com corte medio: alimentacao automatica disponfvel em ate 15 s. e. Com corte Iongo: alimentacao automatica disponivel em mais de 15 s. ",1" ~,':;,lji,'lii,ill i Iii:! ; i!~! ~:i":::11 i: : ~l' !i:il~ 4.3.1 Meio ambiente 4.7 Instalacoes temporarias 4.3.1.1 Temperatura ambiente a considerar para urn componente e a temperatura no local onde deve ser ins~' lado, considerada a influencia de todos os demais componentes instalados no local e em funcionamento, naO levando em consideracao a contribuicao termica do componente considerado. 5 Protecao para garantir seguranca ,~, ~':"II"Uj:'I'Tlil:'~! 5.1 Protecsocontra choques eletricos A protecaocontra choques eletricos deve ser prevista pela aplicacao das medidas especificadas em: "'.: 'Ill ~.:I,,:'l NOTA: A codificacao indicada nesta subsecao nao e destinada a marcacao dos componentes. 4.3.1.2 Altitude Tabela I Tabela 2 Tabela 3 Tabela 4 Tabela 5 - Temperatura ambiente Altitude Presenca de agua Presenca de corpos s61idos Presenca de substancias corrosivas ou poluentes ' .' .. :', j::r;~1 . . 11,1 , 'j ::~ a. 5.1.1 para a protecao contra contatos diretos e contra contatos indiretos, ou b. 5.1.2 para a protecao contra contatos diretos e 5.1.3 para a protecao contra contatos indiretos. NOTA: Na aplicacao destas medidas, ver 5.7.2 e 5.8. '\:1' In, :,:;",1[:,1, L-,'f1iii l 'IJi~ 1 1'1 1 5.1.1 ~ot~<;ao contra contatos diretos e indiretos ·F'1;1,:I'," 5·1.2 Prote<;ao contra contatos diretos ;:11" II) ,iii! I f - ',~T"" ",".' .-, ;f:~'-, . ,- r r-.- . ~f~« --- ":.;;: ~:.- , .."--."~ , ..,.J'• .;: .." .• r 134 Protecao, Seedon.mento e Comando dos Circuitos d. NBR·5410 - Insralacoes Eletricas Edicao 1997;98 135 c) Seccionamento da alimentacao - Urn dispositive de protecao deve seccionar automaticamente i ali­ mentacao do circuito ou equiparnento protegido contra contatos indiretos sempre que uma falta entre parte viva e massa no circuito ou equipamento considerado der origem a uma tensao de contato superior 5.1.2.1 Protecao por isolacao das partes vivas 5.1.2.2 Protecao por meio de barreiras ou involucres ao valor apropriado de U 1. 5.1.2.2.1 As barreiras ou involucres sao destinados a impedir todo 0 contato com as partes vivas da instala~ao eletrica, conforme NBR-6146. 5.1.2.2.2 As partes vivas devem estar no interior do involucre ou atras das barreiras que confiram pelo menos 0 grau de protecaoIP2X. Entretanto, se aberturas maiores do que a admitida para IP2X (diametro inferior a 12 rrun) se produzirem durante a manipulacao ou substituicao de componentes, tais como lampadas. tomadas de corrente ou dispositivo fusfvel, ou forem necessarias para permitir 0 funcionamento adequado dos componentes, de acordo com as prescricoesaplicaveis a esses componentes, devem ser tomadas precaucoes para: a) impedir que pessoas ou animais domesticos toquem acidentalmente as partes vivas; e b) garantir, na medida do possivel, que as pessoas sejam advertidas de que as partes acessfveis atravesda abertura sao vivas e nao devem ser tocadas intencionalmenie. 5.1.2.2.3 Superficies superiores das barreiras ou dos involucres horizontais que sejam facilmente acessfveis devem atender pelo menos ao grau de protecao IP4X. 5.1.2.2.4 As barreiras e involucres de vern ser fixados de forma segura a ser de uma robustez e de uma durabi-] Iidade suficientes para manter os graus de protecao e a apropriada separacao das partes vivas nas condicces t normais de service, levando-se em conta as condicoes de influencia externas relevantes. 5.1.2.2.5 A supressao das barreiras, a abertura dos involucres ou coberturas ou a retirada de partes dos invo­ lucros ou coberturas nao deve ser possfvel a nao ser: a) com a utilizacao da chave ou de uma ferramenta; ou b) • apos a desenergizacao das partes vivas protegidas por essas barreiras, involucres ou coberturas, nao podendo ser restabelecida a tensao enquanto nao forem recolocadas as barreiras, involucres ou coberturas; ou c) que haja interposta uma segunda barreira ou isolacao que nao possa ser retirada sem a ajuda de uma chave ou de uma ferramenta, e que impeca qualquer contato com as partes vivas. 5.1.2.4 Protecao parcial por colocacao fora do alcance 5.1.3 Protecao contra os contatos indiretos 5.1.3.1 Protecao por seccionamento autornatico da alimentacao J,_,' 5.1.3.1.1 Principios basicos a) Aterramento - As massas devem ser ligadas a condutores de protecao nas condicoes especificadas de 5.1.3.1.4 a 5.1.3.1.6 para cada esquema de aterramento. Massas simultaneamente acessiveis devem ser Iigadas mesma rede de aterramento - individualmente, por grupos ou coletivamente. a NOTA: As disposicoes referentes ao aterramento e os condutores de protecao devem satisfazer as prescri­ . ~~M b) Tensao de contato limite - A tensao de contato limite V L deve satisfazer a Tab. 19 (ABNT). Tabela 19 Val ores M:lx.imos da Tensao de Contato Limite Uj(V) , ,.,""l. I ., , Natureza da corrente Altemada, 15 Hz - I 000 Hz Continua sem ondula'j'ao(2) (llAs silua~Oes 1 e 2 esraoconceituadas em 5.8.1.3.!. 5.1.3.1.2 Liga,,6es eqiiipotenciais a) Liga~ao e'}ilipot=ial prineipal- em cada edificacao deve existir uma ligacao equipotencial principal reunindo os seguintes elementos: _ Condutor(es) de protecao principal(is); _ Condutores de eqiiipotencialidade principais ligados canalizacao metalica de utilidades e services (agua, gas, aquecimento, ar-condicionado etc.) e a todos os demais elementos condutores estranhos instalacao existente, incluindo os elementos metalicos da construcao e outras estruturas metalicas; _ Condutor(es) de aterramento; _ Eletrodo(s) de aterramento de outros sistemas (por exemplo, de sistema de protecao contra descarga atmosferica (SPDA), de antenas etc.); _ Condutores de aterramento funcional, se existente. b) Liga"ao eqiiipotencial suplementar - se, em uma instalacao ou parte de uma instalacao, as condicoes de protecao definidas em 5.1.3.1.1(c) nao puderem ser respeitadas deve ser utilizada uma ligacao eqtiipotencial suplementar (art. 6.4 da NBR-5410). a a 5.1.3.1.3 Aplicacao convencional 5.1.3.1.4 Esquema TN . a). Todas as massas devern ser ligadas por condutores de protecao ao ponto da alimentacao aterrado (neu­ 5 .1.2.3 Protecao parcial por meio de obstaculos <..i NOTA: Situacoes mais severas, como no caso de corpo intenso ou em contato perrnanente com elementos condutores, justificam a fixacao de valores ainda menores para a tensao do contato limite. Nesses casos, po­ rem, a prote"ao por seccionamento automatico de alimentacao nao econsiderada adequada, sendo necessarias outras medidas de protecao contra contatos indiretos (ver 5.8.1 e Se"ao 9-NBR). Silua'j'ao1"> Situa'j'ao2(1) 50 25 120 60 mUmatensaocontinua "semondulatrao" e convencionalrnente definidacomo apresentando umataxade ondulalfao naosuperior a 10%em valor eficaz~ 0 valorda cristamaximanaD 400 0,1 Uo = tensao nominalentrefase e terra, valoreficaz em corrente alternada. 5.2.2.3 Quando, em service normal, urn componente instalado de modo permanente puder emitir arcos ou fagulhas, 0 componente deve: a) ser total mente envolvido por material resistente a arcos; ou b) ser separado, por materiais resistentes a arcos, de elementos de construcao do predio nos quais os arcos possam ter efeitos termicos prejudiciais; ou c) ser montado de modo a perrnitir a segura extincao do arco a uma distancia suficiente dos elementos do predio nos quais os arcos possam ter efeitos termicos prejudiciais. 5.2.2.4 Os componentes fixos que apresentem efeitos de focalizacao ou concentracao de calor devern estar a . umadistancia suficiente de qualquer objetivo fixe ou eh:mento do predio de modo a nao submete-lo, em con­ dicoes normais, 11 elevacao perigosa da temperatura. 0,02 ­ 137 - 5.1.3.1.5 Esquema TT a) Todas as mass as protegidas por urn mesmo dispositivo de protecao devem ser ligadas por condutor de protecao a urn mesmo eletrodo de aterramento. Se forem utilizados vanos dispositivos em serie, esta prescricao e aplicavel a cada grupo de mass as protegidas pelo mesmo dispositivo. b) No esquema TT, a protecao contra contatos indiretos por seccionamento automatico da alimentacao deve ser assegurada por dispositivos 11 corrente diferencial-residual (dispositivos DR). c) A seguinte condicao deve ser atendida: RA'l"" < UL onde: RA e a soma das resistencias do eletrodo de aterramento e dos condutores de protecao das massas; l"" e a corrente diferencial-residual nominal; UL e a tensao de contato limite. 5.1.3.3 Protecao em locais nao-condutores 5.1.3.5 Protecao por separacao eletrica 5.2 Protecao contra efeitos termicos 5.2.1 Generalidades As pessoas, os componentes fixos de uma instalacao eletrica, bern como os materiais fixos adjacentes, devem ser protegidos contra os efeitos prejudiciais do calor ou radiacao termica produzidos pelos equipamentos de­ tricos, particularrnente quanta a: a) riscos de queimaduras; b) prejufzos no funcionamento seguro de componentes da instalacao; c) cornbustao ou deterioracao de materiais. II~ ::~ I t~1 a) construcao de fossa de drenagem, para coletar vazamento de lfquidos e assegurar a extincao de chamas, na eventualidade de incendio; b) instalacao do equipamento em uma camara com resistencia ao fogo adequada e a previsao de peitoris, ou outros meios, para evitar que 0 liquido inflamado se espalhe para outras partes do predio, sendo a carnara ventilada apenas por atmosfera extema. 1!~1 Para quantidades inferiores a 25 L, e suficiente uma providencia que evite vazamento do lfquido, Econveniente que 0 fomecimento de energia seja interrompido quando da ocorrencia de urn incendio, !I'. NOTA: 5.2.2.6 Os matcriais dos involucres dispostos em tome de componentes eletricos durante a mstalacao devem su­ portar a maior temperatura susceptfvel de ser produzida pelo componente. Materiais combustiveis nao sao ade­ quados pard a construcao destes involucres, a menos que sejam tomadas medidas preventivas contra a ignicao, tais como0 revestimento com material incombustfvel ou de cornbustao diffcil e de baixa condutancia termica. .. 5.2.3Protecao contra queimaduras .5.2.3.1 As partes acessiveis de equipamentos eletricos situadas na zona de alcance normal nao devem atingir temperaturasque possam causar queimaduras em pessoas e devem atender aos limites de temperaturas indica­ dos na Tab. 22 (NBR). Todas as partes da instalacao que possam, em service normal, atingir, ainda que por perfoctos curtos, temperaturas que excedam os limites dados na Tab. 22 (NBR), devem ser protegidas contra qUalquer contato acidental. Os valores da Tab. 22 nao se aplicam a componentes cujas temperaturas limites das superficies expostas, no que conceme 11 protecao contra queimaduras, sejam fixadas por normas especfficas. t Tabela 22 Temperaturas Maximas das Superficies Externas dos Equipamentos Eletricos ~ Dispostos no Interior da Zona de Alcance Normal Temperaturas maximas (DC) S~perffcies de alavancas, volantes ou punhosde 5.2.2.1 Os componentes eletricos nao devem apresentar perigo de incendio para os materiaisvizinhos. Devem ser observadas, alern das prescricoes desta Norma, eventuais instrucoes relevantes dos fabricantes. dlSpositivos de conlrolemanuais: -metalicas - nao-metaJicas 5.2.2.2 Os componentes fixos cujas superficies extemas possam atingir temperaturas que venham a causar perigo de incendio a materiais adjacentes devem: Superficies previstaspara serem tocadasem service normal, masnao destinadas a serem mantidas amaode forma continua: -melalicas - nao-metaJicas a) ser montados sobre materiais ou contidos no interior de materiais que suportem tais temperaturas ese­ jam de baixa condutancia termica; ou b) ser separados dos elementos da construcao do predio por materiais que suportem tais temperaturas e sejam de baixa condutancia terrnica; ou c) ser montados de modo a perrnitir a dissipacao segura do calor, a uma distancia segura de qualquer ma­ terial em que tais temperaturas possam ter efeitos termicos prejudiciais, sendo que qualquer meio de suportedevera ser de baixa condutancia termica. Ilit 5.2.2.5 Quando, em urn dado local, forem usados equipamentos eletricos contendo Ifquidos inflamaveis em quantidade significativa, devem ser tomadas precaucoes para evitar que 0 lfquido inflado e os produtos da combustao do Ifquido (chamas, fumos, gases toxicos) se espalhem para outras partes do predio. Sao exemplos de tais precaucoes: Tipo de superffcie 5.2.2 Protecao contra incendio l 'i r 55 65 [ 70 80 SUperffcies acessfveis, mas nao destinadasa serem tocadas em service normal: -metalicas - nao-metalicas 80 - 90 '-;.;l '":,.";.' ::;,::,.­ '_;~:I::::''': _ . . _ .. ~; :.,:~.; . ." ". _ ' ;~ ~c ,;_ 138 a) para os componentes montados em fabrica, a isolacao deve atender as prescricoes relativas a esses com­ ponentes; b) para os demais componentes, a protecao deve ser garantida por uma isolacao capaz de suportar as soli­ citacoes mecanicas, qufrnicas, eletricas e termicas as quais possa ser submetida; c) as tintas, vernizes, lacas e produtos analogos nao sao considerados como constituindo uma isolacao suficiente no quadro da protecao contra os contatos diretos. NOTA A: Quando a isolacao for feita durante a execucao da instalacao, a quantidade desta isolacao deve ser verificada por ensaios analogos aos destinados a verificar a qualidade da isolacao de equipamentos similares industrializados. 5.3.3.2 Coordenacao entre condutores e dispositivos de protecao A caracterfstica de funcionamento de urn dispositivo protegendo urn circuito contra sobrecargas deve sa­ tisfazer as seguintes condicoes: a) t,« I" ,,;; Iz b) I, ,,;; 1,451, NOTA: Em certos casos pode ser necessario tomar em consideracao outras caracteristicas, tais como os es­ forces dinamicos e a energia de arco, para os dispositivos situados a jusante. Os detalhes das caracterfsticas que necessitam de coordenacao devem ser obtidos com os fabricantes desses dispositivos. Para se calcular esta energia, pode-se usara expressao conhecida por integral de Joule, que 0 dispositivo deixa passar e que deve ser inferior ou igual a integral de Joule necessaria para aquecer 0 condutor, desde a temperatura maxima para 0 service continuo ate a temperatura limite de curto-circuito, dado pela Tab. 30 da NBR-541O - Edicao 1997/98. Esta expressao e a seguinte: 1i' si « 12 Li dt 2 K K K K K S a) corrente convencional de atuacao para disjuntores; b) corrente convencional de fusao dos fusiveis tipo g. OBSERVA~AO: Para 0 dimensionamento da protecao geral de entrada em instalacoes alimentadas por,redes publicas de BT, manter a condicao: 12 J, ,,;; I, NOTA: Quando urn dispositivo de protecao proteger varies condutores em paralelo, 0 valorde I z sera a soma das correntes adrnissfveis em cada urn dos condutores. Esta condicao s6 e aceita se os condutores transporta­ rem correntes praticamente iguais. ~ "'" 5.3.4 Protecao contra correntes de curto-circuito 5.3.4.1 Regra geral Devem ser previstos dispositivos de protecao para interromper toda corrente de curto-circuito nos condu­ tores dos circuitos, antes que os efeitos termicos e mecanicos dessa corrente possam tornar-se perigosos aoS condutores e suas ligacoes. ' " _.~ ,'-~~ ...,;i ~ 5.3.4.2 Deterrninacao das correntes de curto-circuito presurnidas Devem ser determinadas em todos os pontos da instalacaojulgados necessaries, Essa determinacao pode ser feita por calculo ou medida. - Caracteristica dos dispositivos de protecao contra curtos-circuitos. Devem atender as seguintes condicoes: Sua capacidade de interrupcao deve ser, no minirno, igual a corrente de curto-circuito presumida no ponlO da instalacao, exceto na condicao indicada a seguir. K'S2 onde: K'S' corrente de projeto do circuito; capacidade de corrente dos condutores (ver Tabelas de 4.4 a 4.15); corrente nominal do dispositivo de protecao; para dispositivo com ajuste, a corrente nominal e a cor­ rente de ajuste selecionada; corrente que asseguraa atuacao do dispositivode protecao;na pratica, a corrente12 e consideradaiguala: 139 Urndispositivo com capacidade inferior e admitido se urn outro dispositivo com capacidade de interrupcac necessaria for instalado a rnontante.Nesse caso, as caracteristicas dos dois dispositivos devem ser coordena­ dasde tal forma que a energia qlle eles deixam passar nao seja superior a que podem suportar, sem danos, c dispositivo situado a jusante e as linhas protegidas por esse dispositivo. onde: I" _:·~~~:..:::·~~;o Protecao, Seccionamento e Cornando dos Circuitos da NBR· 541 0 - Edicao 1997;98 Instalacoes Eletricas A isolacao e destinada a impedir todo contato com as partes vivas da instalacao eletrica, As partes vivas devem ser completamente recobertas por uma isolacao que so possa ser removida atraves de sua destruicao, Observe-se que: Is Iz i::,:: .,.,;- ",' integral de Joule que 0 dispositivo deixa passar em amperes' X s; integral de Joule para aquecimento do condutor desde a temperatura maxima em service conti­ nuo ate a temperatura de curto-circuito, admitindo 0 aquecimento adiabatico, sendo: 115- para condutores de cobre com isolacao de PVC; 135 - para condutores de cobre com isolacao de EPR e XLPE; 74 - para condutores de alumfnio com isolacao de PVC; 87 - para condutores de alumfnio com isolacao de EPR ou XLPE; 115- para emendasisoladasa estanhonos condutoresde cobrecorrespondendoa temperaturade 160°C; Secao em mm'. 'NOTAS: 1) Para curtos-circuitos de qualquer duracao, onde a assimetria da corrente nao seja significativa, epara curtos-circuitos assimetricos de duracao O,IS < t < 5S, pode-se escrever: J2 . t < K' S2 onde: I = corrente de curto-circuito presumida, em A; t = duracao em segundos. 2) A corrente nominal do dispositivo de protecao contra curtos-circuitos pode ser superior a capacidade de conducao de corrente dos condutores do circuito. - Coordenacao entre a protecao contra sobrecargas e a protecao contra curtos-circuitos. - .Protecoesgarantidas pelo mesmo dispositivo. . Se urndispositivo de protecao escolhido contra sobrecarga possuir capacidade de interrupcao pelo menos rgual a da corrente de curto-circuito presumida no ponto da instalacao, 0 mesmo pode ser considerado tam­ bern como protecao contra curtos-circuitos para a linha a jusante desse ponto. - Protecoes garantidas por dispositivos distintos. Aplicam-se as prescricoes anteriores respectivamente para os dispositivos de protecao contra sobrecargas e paraos dispositivos de protecao contra curtos-circuitos. As caractensticas dos dispositivos devem ser coordenadas de tal maneira que a energia que 0 dispositive deprote~ao contra curtos-circuitos deixa passar, por ocasiao de urncurto, nao seja superior a que pode supor­ tar, semdanos, 0 dispositivo de protecao contra sobrecarga. ,- Limita~ao das sobrecorrentes atraves de caracteristicas da alimentacao. ~ao ~onsiderados protegidos contra toda sobrecorrente os condutores alimentados por uma fonte cuja im­ pedancIa seja tal que a corrente maxima que ela pode fornecer nao seja superior acapacidade de conducao do: - 140 Protecao, Seccionarnento e Comando dos Circuitos da NBR-5410 - Instalacoes Eletricas Edicao 1997;98 141 :~ ~ condutores (como e 0 casode certos transformadores para dispositivos sonoros, certos transformadores de solda e certos tipos de geradores termoeletricos), 504 Protecao contra sobretensoes - Prescricao geral. 5.4.1.1 As sobretensoes nas instalacoeseletricas de baixa tensao, af inclufdas as linhas eletricas de sinal, nao devem comprometer a seguranca das pessoas, nem a integridade das pr6prias instalacoes dos equipamentos servidos. 5.4.1.2 A seguranca das instalacoes deve ser garantida atraves de equalizacao do potencial local. Em princfpio, as precaucoes a serem tomadas devem ser objeto de normas para instalacao de alta tensao, Na coordenacao das medidas de protecao em instalacoes alimentadas em alta tensao, nas quais 0 posto de transforrnacao e de responsabilidade do consumidor, e necessaria a verificacao das condicoes de aterramento, OBSERVM;AO: Devem ser previstas medidas apropriadas para impedir qualquer energizacao inadvertida de um equipamento, que podem ser as seguintes: a) travamento do dispositivo de seccionamento por cadeado; b) avisos; c) instalacao em local ou inv61ucro fechado a chave. Quando houver necessidade, como medida complementar, as partes vivas devem ser curto-circuitadas e aterradas. Quando urn equipamento ou inv61ucro contiver partes vivas ligadas a mais de urn circuito alimentador, uma nota de advertencia deve ser colocada de forma que toda pessoa que tenha aces so as partes vivas seja prevenida da necessidade de seccionar diferentes circuitos, a menos que haja urn dispositivo de intertravamento capaz de assegurar que todos os circuitos de alimentacao estejam seccionados. Devem ser previstos meios apropriados, se necessario, para garantir a descarga de energia eletrica armaze­ nada, seccionamento de emergencia. Devem ser previstos meios de seccionamento de emergencia para qualquer parte da instalacao em que possa ser necessario seccionar a alimentacao a fim de suprimir rapidamente urn perigo inesperado. - Sobretensoes causadas por contato acid ental entre condutores de tens6es diferentes ou defeito no trans­ formador. Devem ser limitados os riscos de ocorrencia de sobretens6es provocados pela possibilidade de contatos acidentais entre condutores vivos de tens6es diferentes ou por defeitos no transformador. Sobretensoes de origem atmosferica, Quando 0 predio for alimentado por rede de distribuicao subterranea de baixa tensao, nao e necessaria a protecao contra sobretens6es. Quando 0 predio for alimentado por rede de distribuicao aerea de baixa tensao, e recomendada a prote­ ~ao contra sobretens6es da instalacao ou do equipamento. Esta protecao pode ser obtida: a) atraves de para-raios na origem da instalacao; , b) atraves de para-raios nos terminais de equipamentos mais sensfveis ou na origem do circuito desses . equipamentos; c) usando equipamentos com classes de isolamento adequado; d) por outros meios que assegurem protecao. NOTA: Nao foram consideradas descargas atmosfericas diretas nas linhas aereas de baixa tensao. 5.5 Protecao contra quedas e faltas de ten sao Devem ser tomadas medidas de protecao quando uma queda de tensao significativa (ou sua falta total) e 0 posterior restabelecimento dessa tensao forem suscetfveis de criar perigo para as pessoas e bens ou de pertur- . bar 0 born funcionamento da instalacao. . Para a protecao contra quedas e faltas de tensao sao normalmente usados reles de subtensao e dispositi­ vos de seccionamento ou contactores com contato de auto-alimentacao, (Ver Instalacoes de Seguranca-r Item 6.2.) 5.6 Seccionamento e comando 5.6.5 Seccionamento de emergencia incluindo parada de emergencia, 5.6.5.1 Devem ser previstos meios de seccionamento de ernergencia para qualquer parte ·da instalacao em que possa ser necessario seccionar a alimentacao a fim de suprimir rapidamente urn perigo inesperado. 5.7 Aplicacao das medidas de protecao 5.7.5 Medidas de protecao contra sobretensoes 5.7.5.3 Protecao contra contatos acidentais entre condutores vivos e tensoes diferentes Exemplos de instalacoes em que J il~ il~ ;1 " ~ i , ii~' e utilizado 0 seccionamento de emergencia: a) b) c) d) e) f) bombeamento de Ifquidos inflamaveis; sistemas de ventilacao; sistemas de computacao: Iampadas de descarga alimentadas por alta tensao; grandes predios, como, por exemplo, lojas de departamentos; laborat6rios eletricos e instalacoes de pesquisa; g) salas de caldeiras; h) grandes cozinhas (industriais ou comerciais). i:~~ I:, i Comando funcional. Deve ser previsto urn comando funcional em todo 0 elemento de circuito que possa necessitar ser coman­ ..... dado independentemente de outras partes da instalacao, As tomadas de corrente podem garantir comando funcional se sua corrente nominal for igual ou inferior a 16 A. I:! i, i,:,' I:. i.::' 1 Circuitos de comando (circuitos auxiliares). Os circuitos de comando devem ser dispostos e protegidos de modo a alimentar os perigos resultantes de umafalta entre 0 circuito de comando e outras partes condutoras suscetfveis de provocar funcionamento ina­ .dequado do equipamento. ~r: NOTA: Em sistemas de comando automatico ou sequencial, quando as possfveis consequencias de uma falha ou falta puderem ser significativas, devem ser tomadas medidas adicionais tais como tecnica de seguranca, dupla protecao, indicacao de ocorrencia etc. . - . ) - Selecao de medidas de protecao em funcao de influencias extemas Na pratica, as seguintes condicoes de influencias extemas sao deterrninadas para a selecao das medidas de proteyaocontra choques eletricos: BA = cornpetencia das pessoas; BB =. resistencia eletrica do corpo humano; BC = contato das pessoas com 0 potencial de terra. As medidas de protecao por isolacao das partes vivas e por meio de barreiras ou inv61ucros sao aplicaveis em todas as condicoes de influencias extemas. I ·~s·medidas de protecao parcial por meio de obstaculos ou por colocacao fora de alcance sao admitidas em . Deals acessfveis somente a pessoas advertidas (BA4) ou qualificadas (BA5) e se as seguintes condicoes fo­ remsatisfeitas: ,>-~ ,-" ... -.~ • ~~"~'"" ..• - .. rr 'I -, ~ 1 ,'\: ~ ~ - Medidas de protecao contra contatos diretos , ..... ',I,I '. ", ~,~-"l'F·'i'·' .." f._ 142 Admite-se omitir as medidas de protecao contra contatos diretos nos locais acessiveis somente a pessoas qualificadas (BAS), se as seguintes condicoes forem satisfeitas: a) os locais devem ser sinalizados de forma clara e visivel por meio de indicacoes apropriadas; b) nao deve ser possfvel penetrar nos locals senao com 0 auxflio ou a liberacao de algum dispositivo espe­ cial; c) as portas de acesso aos locais devem permitir a facil saida das pessoas. A abertura da porta, pelo lado intemo dos locais, deve ser possivel sem 0 usa de chaves, mesmo que as portas sejam fechadas a chave do lado exterior; d) as passagens livres devem obedecer as distancias minimas fixadas a seguir: , ~~~ Protecao contra incendio, (Ver Item 5.2.2 da NBR-5410 - Edicao 1997/98.) Estas prescricoes devem obedecer a normas especificas sobre 0 assunto, tais como as relativas a: _ condicoes de fugas de pessoas em emergencies; --' natureza dos materiais processados e armazenados; - construcoes combustfveis. Quando for necessario limitar as conseqtiencias da circulacao de correntes de faIta nas linhas, sob 0 ponto de vista de riscos de incendio, 0 circuito deve ser: a) protegido por urn dispositivo de corrente diferencial-residual de atuacao no maximo de 500 rnA; b) supervisionado por urn controlador perrnanente de isolamento que acione urn sinal sonoro ou visual quando do surgimento da faIta. a) distancia entre obstaculos, entre manipuladores de dispositivos eletricos (punhos, volantes, alavancas etc.) entre obstaculos e parede ou manipuladores e parede 700 mm b) altura de passagem sobre tela ou painel 2 000 mm. Estruturas que facilitem a propagacao de incendios Medidas de protecao contra contatos indiretos. <-'I!] 143 Urn condutor nu de supervisao, que pode ser urn condutor de protecao, pode ser incorporado a linha do circuito correspondente, a menos que a linha possua urn involucre metalico ligado ao condutor de protecao. as circuitos que alimentem ou atravessem esses locais devem ser protegidos contra sobrecargas e curtos­ circuitos por dispositivos de protecao situ ados a montante desses locais. Nos locais em que nenhuma medida de protecao contra contatos diretos for prevista, as seguintes distanci­ as mfnimas devem ser respeitadas para as passagens de services: a) quando apenas urn dos lados da passagem apresentar partes vivas desprotegidas: _ ~ - distancia entre a parede e as partes vivas I 000 mm - passagem livre defronte a manipuladores (punhos, volantes, alavancas etc.) de dispositivos ele­ tricos 700 mrn b) quando ambos os lados da passagem apresentarem partes vivas­ distancia entre partes e condutores vivos de cada lado em passagem destinada unicamente a manu­ tencao I 000 mrn ou utilizada na manutencao I 200 mrn altura das partes vivas acima do piso 2 300 mrn .... ,~ "';'·~/'.:~~,! ~ '.' - Distancias minimas a serem observadas nas passagens de service (de operacao ou manutencao); ver Tab. 25 daNBR-541O-Edic;:ao 1997/98. NOTA: As distancias indicadas sao validas considerando-se todas as partes dos paineis devidamente montadas e fechadas. ,.."~,,. ~;:.~;'.h_.,·~:~~k. Protccao, Seccionamcnto e Comando dos Circuitos da NBR-5410 - Edicao 1997;98 Instalacoes Elctricas a) a tensaonominal dos circuitos existentes nestes locais nao deve ser superior aos limites da faixa de tensao II; b) os locais devem ser sinalizados de forma clara e visivel por meio de indicacoes apropriadas. ;,;' As situacoes sao as seguintes: - situacao I corresponde as condicoes de influencias externas BB2 + BCI, BB2 + BC2 ou BB2 + BC3; situacao 2 corresponde a BB2 + BC4 ou BB3 com qualquer condicao de Be. Exemplos: a) b) c) d) e) f) g) h) areas externas (jardins, feiras etc.); canteiros de obras; estabelecimentos pecuarios; areas de camping e de estacionamento de trailers; locais ou dependencias situadas fora da zona de influencia de ligacao eqiiipotencial principal dos edificios; volume I dos banheiros e piscinas; compartimento de condutores; dependencias interiores molhadas em uso normal. A situacao 3 refere-se principalmente ao volume 0 de banheiros e piscinas. A protecao por seccionamento automatico obedece aos valores pertinentes da tensao de contato limite con­ vencional UL , para a qual podem ser tomadas as seguintes medidas (aplicaveis as situacoes I e 2); a) ligacao eqiiipotencial suplementar; b) ernprego.de dispositivos de corrente diferencial-residual nao superior a 30 rnA. Nas estruturas cuja forma e dirnensoes facilitem a propagacao de incendios, devem ser tomadas precaucoes para assegurar que as instalacoes eletricas nao possam propagar incendio (por exemplo, efeito de charnine), Em particular, as linhas eletricas embutidas deverao ser envolvidas por material incombustiveI. As linhas aparentes devem atender a uma das seguintes condicoes: a) no caso de linhas em paredes ou tetos, os cabos devem ser resistentes ao fogo sob condicoes simuladas de incendio, livres de halogenios e com baixa emissao de fumacas ou gases toxicos; b) no caso de linhas constitufdas por condutores abertos, os cabos e OS condutos deverao ser resistentes ao fogo sob condicoes simuladas de incendio, livres de fumaca e de gases toxicos: c) no caso de linhas em condutos fechados, estes deverao ser resistentes ao fogo, sob condicoes simuladas , ,de incendio, livres de halogenios e com baixa emissao de furnaca e gases toxicos, 4.2 SELEvAo E INSTALAvAO DOS COMPONENTES 4.2.i Prescricoes Comuns a Todos os Componentes da Instalacao A escolha do componente e sua instalacao devem permitir que sejam obedecidas as medidas de protecao , para garantir seguranca, as prescricoes para garantir urn funcionamento adequado ao usa da instalacao e as prescric;:oes apropriadas as condicoes de influencias externas previsfveis. 4.2.2 Conformidade com as Normas Os cornponentes devem satisfazer as norrnas brasileiras da ABNT que Ihe sejam aplicaveis e na falta destas as normas IEC'e ISO. Na falta de normas ABNT, IEC e ISO, os componentes devem ser selecionados atraves de acordo especial entre 0 especificador e 0 instalador. 4.2.3 Condicoes de Service 6.1.3.1 Condicoes de service , 6.1.3.1.1 Tensao S ,Oscomp~nente,s devem se~ ~dequados a tensao nominal (valor eficaz e~ c?rr:nte aItemada) da inst~ac;:ao. e, em uma instalacao que utiliza 0 esquema IT, 0 condutor neutro for distribufdo, os componentes hgados ~ fase e 0 neutro devem ser isolados para a tensao entre fases. 144 Protecao, Seccionamento e Comando dos Circuitos da NBR-5410 - Instalacoes Eleulcas Metoda de instalacao Condutores e cabos a -0 a S -0 ~ @ NOTA: A veia com isolacao azul-clara de urn cabo multipolar utilizado como condutor de protecao (PE) deve ser identificado de acordo com essa funcao, Em caso de identificacao por cor, deve ser usada a dupla coloracao verde-amarela ou, na falta desta, a cor verde (cores exclusivas da funcao de protecao), na isolacao do condutor isolado, ou da veia do cabo multipolar ou na cobertura do cabo unipolar. Todo condutor isolado, cabo unipolar ou-veia:de-cabo multipolar utilizado como condutor PEN, deve sec identificado de acordo com essa funcao, Em caso de identificacao por cor, deve ser usada a cor azul-clara, com anilhos verde-arnarelos nos pontos visfveis ou acessiveis, na isolacao do condutor isolado, ou na veia do cabo multipolar, ou na cobertura do cabo unipolar. 4.2.5 Dispositivo de Protecao Os dispositivos de protecao devem estar dispostos e identificados de forma que seja facil reconhecer os circuitos protegidos. Para tanto, pode ser conveniente agrupa-los num quadro de distribuicao ou paine!. Esquemas: Nos casos em que se faca necessario, devem ser executados esquemas, diagramas e tabelas, indicando prin­ cipalmente: a) a natureza e a constituicao dos circuitos (pontos de utilizacao servidos, mimero e secao dos condutores, tipo de linha eletrica); b) as caracterfsticas necessarias para identificacao dos dispositivos que assegurem as funcoes de protecao, de seccionamento e comando e sua localizacao. Os simbolos utilizados devem estar de acerdo com as normas NBR-5444 e 5446. 4.2.6 Independencia dos Componentes Os componentes devem ser escolhidos e dispostos de modo a impedir qualquer influencia prejudicial entre as instalacoes eletricas e as instalacoes nao-eletricas, Quando componentes percorridos por correntes de natureza ou tensoes diferentes estiverem agrupados num mesmo conjunto (quadro de distribuicao, painel, mesa de comando etc.), todos os cornponentes que perten­ earn a urn mesmo genero de corrente ou a uma mesma tensao devem ser agrupados e efetivamente separados na medida necessaria para evitar qualquer influencia mutua prejudicial. Alern disso, devem ser claramente identificados. . 4.3 SELEC;Ao E INSTALAC;AO DAS LINHAS ELETRICAS Para a selecao da linha eletrica, deve-se usar urn dos metodos de instalacao previstos na Tabela 4.1­ Para a selecao das linhas eletricas, deve-se considerar os seguintes itens: a) Corrente Os componentes devem ser escolhidos considerando-se a corrente de projeto (valor eficaz em CA) que possa percorre-los em service norma!. Deve-se igualmente considerar a corrente suscetivel de percorre-los em condicoes anormais, levanda-s.e em conta a duracao de passagem de tal corrente, em funcao das caracterfsticas de funcionamento dos dispasl ­ tivos de protecao. . b) Freqiiencia Se a frequencia tiver influencia sobre as caracterfsticas dos componentes, a frequencia na­ minal do componente deve corresponder 11 freqllencia da corrente no circuito componente. . c) Potencia Os componentes escolhidos segundo suas caracterfsticas de potencia devem ser adequadas as . condicoes normais de service, considerando os regimes de carga que possam ocorrer. . . d) Tensiio Na selecao da Iinha, deve-se levar em conta a tensao nominal dos aparelhos que a ela serao 1lga­ dos, bern como a tensao de isolamento dos condutores (dados dos fabricantes) para se escolher urn dos melO­ dos de instalacao adequado. e) Compatibilidade A menos que sejam tomadas medidas adequadas quando da instalacao, os componeD­ tes devem ser escolhidos de modo a nao causar, em service normal, efeitos prejudiciais, quer aos demais ca]]l­ 145 Tabela 4.1 Selecao e Instalacao das Linhas Eletricas 4.2.4 Condutores Todo condutor isolado, cabo unipolar ou veia de cabo multipolar utilizado como condutor neutro deve sec identificado conforme essa funcao, Em caso de identificacao por cor, deve ser usada a cor azul-clara na isolacao do condutor isolado, ou veia de cabo multipolar, ou na cobertura de cabo unipolar. Edicao 1997;98 Condutores isolados Cabos unipolares Cabos multipolares Cabos multiplexados (auto-sustentados) Condutores nus e '" "0 -0 ::E se '" < ·· , • ._~/,",~.~i".;:' ..~ ':.£~~~!,.-)~-< ,. ~ --' -; "-~ ... ::.:.:""~: ..', .~- 151 Protecao, Seccionamento e Comando dos Circuitos da NBR-5410 - Edicao 1997;98 Tabela 4.2 (cont.) Tipos de Linhas Eletricas Metodo de instalacao Esquema i1ustrativo Descricao mimero 41 42 43 51 52 J ~_."-,~ 53 ~>'- .... , ~ 61 .( 61A --. . . . ~ 62 fEQ~J Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de se~ao circular contido em canaleta fechada com percurso horizontal ou vertical Metodode referenda a utilizar para a capacidade de conducao de corrente'" ~ BI 1&1 Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta ventilada encaixada no piso ou no solo BI I I H Metodo de instala~ao D Condutores isolados ou cabos unipolares ern moldura Al BI Cabo multipolar em canaleta provida de separacoes sobre parede B2 73 ~ ~ Condutores isolados ou cabos unipolares em canaleta provida de separacoes sobre parede ~p Condutores isolados em eletroduto, cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) em caixilho de porta Al 74 ~ Condutores isolados em eletroduto, cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) em caixilho de janela Al 75 ~ 72 Al Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em alvenaria sem protecao mecanica adicional C Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em alvenaria com protecao mecanica adicional C Cabo multipolar em eletroduto enterrado ou em canaleta nao-ventilada no solo 72A D 75A fiji Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto enterrado ou em canaleta nao-vcntilada no solo D Iiii Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente enterrado(s), sem protecao mecanica adicional'" D Metodo de referenda a utilizar para a capacidade de conducao de corrente'" Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente enterradois), com protecao mecanica adicional 63 71 Cabo multipolar embutido diretamente em parede terrnicamente isoJante Descricao Esquema ilustrativo mirnero 1,5D :s V < 20D 'B2 • V 2: 20 D, BI Condutores isolados em eletroduto de-se~ao-circular contido em canaleta ventilada encaixada no piso ou no solo ~ Tabela 4.2 (cant.) Tipos de Linhas Eletricas t'. :.( ~:Ver6.1.5.1.2. iiii - e Cabo multipolar em canaleta embutida em parede - B2 ~ ":v':,Sti':'lento internoda parede possui condutancia termica de no mfnimo 10 W/m'"K. '~J A d~s~nc~a entre0 eletroduto e a parededeve ser inferiora 0,3 vez 0 diametro extemo do eletroduto. IlJ A d~SI~c~a entre 0 cabo e a superficiedeve ser inferiora 0,3 vez 0 dlsmetrc externo do cabo. !~l DedisliincJa entre 0 cabo e a parededo teto deve ser igual ou superior a 0,3 vez 0 diametro extemo do cabo. ve . ve-se atentar para0 Iato de que quandoos cabos esnc instalados na verticale a venti1a~ao e restrita, a temperatura ambienteno tope do trecho 01~cal pedeaumentar consideravelmente. I'lO forms falsose os pisos elevadcs sao considerados espaeos de construcao. Re s :abosdevemser providosde armacso. ferencia: Tab. 28 da NBR-541O- Edi~iio 1997/98. . OJ ........, ~ 152 Instalacocs Eletricas 4.3.5 Capacidade de Conducao de Correntes j: ~!, !11~ ,~ As prescricoes a seguir sao destinadas a garantir uma vida satisfat6ria aos condutores e suas isolaco submetidos aos efeitos terrnicos produzidos pela circulacao de correntes de valores iguais as capacidades conducao de correntes respectivas, durante perfodos prolongados em service normal. Outras consideracoes sao as seguintes: prescricoes para a protecao contra choques eletricos, protecao c tra efeitos termicos, protecao contra sobrecorrentes, contra a queda de tensao, bern como as temperaturas linu tes para os terminais de equipamentos aos quais os condutores estao ligados. A corrente transportada por qualquer condutor, durante perfodos prolongados em funcionamento norm deve ser tal que a temperatura maxima para service continuo dada na Tabela 4.3 nao seja ultrapassada. P isso a corrente nos cabos nao-armados nao deve ser superior aos valores das Tabelas 4.4 a 4.7, submetidos a, fatores de correcao das :rabelas-4.8 a 4.15. Os valores das correntes de vern ser calculados levando-se em consideracao as caracterfsticas da carga para os cabos enterrados, a resistividade termica do solo. mm' (I) Edi~io Bl 3 2 condu­ condu­ teres carre­ gados tores carte­ gados 3 conde­ tores carre­ gados (2) (3) (4) (5) 2 condu­ teres carre­ gados 2 3 2 3 2 3 2 3 conde­ condu­ condu­ condu­ condu­ condu­ condu­ condu­ tores carte­ gados tores gados teres carre­ gados tores carre­ gados tores carre­ gados tores carre­ tores carte­ gados carre­ gados tores carre­ gados (6) (7) (8) (9) (10) (II) (12) (13) 10 7 7 7 7 9 8 9 8 10 9 12 9 9 9 9 II 10 11 10 13 II 15 12 I 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 17,5, 15,5 16,5 15 19,5 17,5 22 18 24 21 23 20 27 24 29 24 23 32 28 30 27 36 32 38 31 29 41 36 38 34 46 41 47 39 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 1.5 14,5 13,5 14 13 Temperaturalimite de curto-circuito (Condutor) 2,5 19,5 18 18,5 17,5 4 26 24 25 6 34 31 32 °C °C °C 10 46 42 70 90 90 100 130 130 160 250 250 1997/98. Edicao 1997/98) o mimero de condutores a considerar num circuito e0 dos condutores efetivamente percorridos por corren teo Assim tem-se: a) circuitos de corrente altemada: - circuito trifasico sem neutro = 3 condutores carregados; - circuito trifasico com neutro = 4 condutores carregados; - circuito monofasico a 2 condutores = 2 condutores carregados; - circuito monofasico a 3 condutores = 3condutores carregados; - circuito bifasico a 2 condutores = 2 condutores carregados; - circuito bifasico a 3 condutores = 3 condutores carregados. :Hm" .. ,:~ :~-~ 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 ~! ' 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 35 99 89 92 83 125 110 III 99 138 119 125 103 '.' h. .: !; 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 183 lSI 95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 216 179 120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 246 203 150 240 216 219 196 309 275 265 236 344 299 278 230 185 273 245 248 223 353 314 300 268 392 341 312 258 240 321 286 291 261 415 370 361 313 461 403 361 297 300 367 328 334 298 477 426 401 358 530 464 408 336 400 438 390 398 355 571 510 477 425 634 557 478 394 500 502 447 456 406 656 587 545 486 729 642 540 445 630 578 514 526 467 758 678 626 559 843 743 614 506 800 669 593 609 540 881 788 723 645 978 865 700 577 1000 767 679 698 618 1012 906 827 738 1125 996 792 652 16 48 43 44 41 60 53 54 48 66 59 62 52 25 63 57 58 53 79 70 71 62 83 73 80 66 35 77 70 71 65 97 86 86 77 103 90 96 80 50 93 84 86 78 118 104 104 92 125 110 113 94 70 118 107 108 98 150 133 131 116 160 140 140 117 95 142 129 130 118 181 161 157 139 195 170 166 138 120 164 149 150 135 210 186 181 160 226 197 189 157 - 150 189 170 172 155 241 214 206 183 261 227 213 178 185 215 194 195 176 275 245 234 208 298 259 240 200 k 240 252 227 229 207 324 288 274 243 352 305 277 230 '1-... 300 1-.. 400 289 261 263 237 372 331 313 278 406 351 313 260 345 311 314 283 446 397 372 331 488 422 366 305 500 396 356 360 324 512 456 425 378 563 486 414 345 456 410 416 373 592 527 488 435 653 562 471 391 529 475 482 432 687 612 563 502 761 654 537 446 607 544 552 495 790 704 643 574 878 753 607 505 k ij!~,: , 25 Aluminio b) circuitos de corrente continua: 2 ou 3 condutores. OBSERV AC;:OES: I) Quando num circuito trifasico com neutro as correntes sao consideradas equilibradas condutor neutro nao deve ser considerado. 2) Quando for prevista a circulacao de corrente harmonica no condutor neutro de urn eircui trifasico, este condutor sera sempre computado, tendo-se, portanto, quatro condutores car regados. 3) Os condutores utilizados como condutores de protecao nao sao considerados; os condul res PEN sao considerados neutros. D 0,5 Temperaturalimite de sobrecarga (Condutor) 4.3.6 Esquemas de Condutores Vivos (Ref. NBR-5410 - C B2 0,75 Temperaturamaxima para service continuo (Condutor) Cloreto de polivinila(PVC) Borracha etileno-propileno (EPR) Polietileno-reticulado (XLPE) Referencia: Tab. 30 da NBR-5410 - A2 AI Cobre Tabela 4.3 Temperaturas Caracteristicas dos Condutores Tipo de isolacao ~I~ Metodos de instaJalj:30 definidos na Tabela 4.2 Secroes nominais I~: ~ 1000 iiilfR.r.~_. .. :'it l i,11 I'.! I illr i< l.l "II I ~ :'1 ~~;II \'iJ 1 J,;! ~';i ~i ,:,1 \',f."~·.'.I' (I 'll," ~~/Ii ~ ~,: . """" ! I ,I I i i, :I .;:' ~:: ~;:j;~P{r-·:;·;·",· :: _..~,_-,,-~L'._~,;~:·~: . 154 Instalacoes Eletricas _ Condutores isolados, cabos unipolares e multipolares ­ _ Temperatura de 70'C no condutor. _ Temperatura ambiente ­ 30'C. cobre e alumfnio, isolacao de EPR ou XLPE. BI A2 AI B2 D C nominais rnm" (1) condu­ conde." condu­ 3 condu­ tores teres tores carre­ gados tores carre­ gados carre­ gados carre­ gados carre­ gados tores carre­ gados teres carre­ gados tores carre­ gados (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) condu­ teres 3 condu­ tares carre­ gados (2) 2 2 condu­ 3 condu­ 2 3 2 2 condu­ 3 condu­ teres 2 condu­ carre­ carre­ tores 3 condu­ S~oes nominais teres carte­ gados gados gados (1 t) (12) (13) mm" 0.5. 10 9 10 9 12 10 II 10 12 1\ 14 12 0,75 12 1\ 12 II 15 13 15 13 16 14 18 15 15 13 21 17 ., 13 18 16 17 15 19 17 1,5 19 17 18,5 16,5 23 20 22 19,5 24 22 26 22 2,5 26 23 25 22 31 28 30 26 33 30 34 29 57 40 4 '.-~~ 14 33 30 42 35 45 40 35 31 6 45 40 42 38 54 48 51 44 58 52 56 46 10 61 54 57 51 75 66 69 60 80 71 73 61 - 88 _ 91 44 16 81 73 76 68 100 80 107 96 95 79 106 95 99 89 133 1\7 119 105 138 119 121 101 35 131 117 121 109 164 144 146 128 171 147 146 122 50 158 14\ 145 130 198 175 175 154 209 179 173 144 70 200 179 \83 164 253 222 221 194 269 229 213 178 95 241 216 220 197 306 269 265 233 328 278 252 211 253 227 354 312 305 268 382 322 287 240 290 259 407 358 349 307 441 371 324 271 120 278 249 150 318 285 185 362 324 329 295 464 408 395 348 506 424 363 3(}1 240 424 380 386 346 546 481 462 407 599 500 419 351 300 486 435 693 576 474 396 400 579 519 527 472 751 661 628 552 835 692 555 464 664 595 604 541 864 760 718 631 627 525 596 500 442 396 628 553 529 465 966 797 630 765 685 696 623 998 879 825 725 1122 923 711 800 885 792 805 721 I 158 1020 952 837 1311 1074 81\ 679 1000 1014 908 923 826 1332 1173 1088 957 1515 1237 916 767 Aluminio :",.,:.0 r :::~ ~~ "' o:~~-< •• 1'........ 16 64 58 60 55 79 71 72 64 84 76 73 61 25 84 76 78 71 105 93 94 84 101 90 93 .78 35 103 94 96 87 130 1\6 115 103 126 112 112 50 125 1\3 115 104 157 140 138 124 154 136 132 94 lIZ 70 158 142 145 131 200 179 175 156 198 174 163 138 95 191 171 175 157 242 217 210 188 241 21\ 193 164 F E ]F ]F (2) ]~ ~ I ou I J G G ~ J~ ~ I ou I (5) (4) (3) F F (6) / 1/ !/ / 1/ I I ]~D ~~ \1 e- I I D, (7) I (8) - Cobre 37 25 I T (I) Cobre I cobre e alumfnio, isolacao de PVc. Metodos de instalacao definidosna Tabela 4.2 E Metcdos de instalacao definidos na Tabela4.2 Secoes 0,5 11 9 11 8 9 12 0,75 14 12 14 II II 16 10 13 1 17 14 13 14 19 16 21 1,5 22 18,5 17 22 17 18 24 2,5 30 25 31 24 25 34 29 4 40 34 41 33 34 45 39 6 51 43 53 43 45 59 51 10 70 60 73 60 63 81 71 ' 16 94 80 99 82 85 110 97 25 1\9 101 131 110 114 146 130 35 148 126 162 137 143 181 162 50 180 153 196 167 174 219 197 70 232 196 251 216 225 281 254 95 282 238 304 264 275 341 311 120 328 276 352 308 321 396 362 150 379 319 406 356 372 456 419 185 434 364 463 409 427 521 480 240 514 430 546 485 507 615 569 300 593 497 629 561 587 709 659 400 715 597 754 656 689 852 795 500 826 689 868 749 789 982 920 630 958 798 1005 855 905 I 138 1070 800 I 118 930 1169 971 1119 1325 1251 1000 1292 1073 1346 1079 1296 t 528 1448 73 61 73 62 65 84 73 89 78 98 84 87 112 99 AlumlnlO - III 96 122 105 to9 139 124 135 117 149 128 133 169 152 196 173 150 192 166 173 217 210 183 235 203 212 265 241 244 212 273 237 247 308 282 327 120 220 197 201 180 281 251 242 216 280 245 220 150 253 226 230 206 323 289 277 248 324 283 249 J8~ 210 233 368 330 281 371 323 279 23~ 282 245 316 356 256 314 287 288 262 274 185 280 363 315 330 407 376 330 430 375 392 482 447 240 338 300 307 273 433 389 368 329 439 382 322 272 322 300 387 344 352 313 499 447 421 377 508 440 364 380 400 462 409 421 372 597 536 500 448 6\2 529 426 JO~ 36\ 500 530 468 483 426 687 617 573 513 707 610 482 40~ 630 611 538 556 490 794 714 658 590 821 707 547 464 800 708 622 644 566 922 830 760 682 958 824 624 52.?­ 1 000 812 J 108 950 712 Referencla: Tab. 32 da NaR-541O ­ 739 Edi<;ao1997/98. 648 1 061 ~ Tabela 4.6 Capacidades de Conducao de Corrente, em Amperes, para os Metodos de Referenda E, F e G Tabe1a 4.5 Capacidades de Conducao de Corrente, em Amperes, para os Metodos de Referencia AI, sz; Bl, B2, C e D - Condutores isolados, cabos unipolares e multipolares ­ - Temperatura de 90'C no condutor. - Temperaturas ­ 30'C (ambiente); 20'C (solo). .., .'. ',',;d"'J~!', 955 870 780 706 5~ : . 439 381 497 434 455 557 519 528 458 600 526 552 671 629 730 608 528 694 610 640 775 705 613 808 711 640 775 730 822 714 944 832 875 1050 1000 948 823 1092 965 1015 1213 I 161 .cia: Tab. 33 da NBR-5410-Edi<;ao 1997/98. .•........,. 157 Protecao, Seccionamento e Cornando dos Circuitos do NBR-5410 - Edi,ao 1997;9.8 Tabela 4.7 Capacidades de Conducao de Corrente, em Amperes, para os Merodos de Referenda E, F e G Tabe1a 4.8 Fatores de Correcao para Temperaturas Ambientes Diferentes de 30°C para Linhas Nao-subrerraneas e de 20°C (Temperatura do Solo) para Linhas Subterraneas - Condutores isolados, cabos unipolares e multipolares - cobre e alumfnio, isolacao de EPR ou XLPE. - Temperatura de 90'C no conduror, - Temperatura ambiente - 30'C. Metodos de instalacao definidosna Tabela4.2 ljF jlr jl~ jl~ jl~oo jl ~~ J E I _Secoes nominais mm' E I F F ~o ® I F 00 ~ G ~ ~D ~.' s I (2) (I) (3) (4) (5) (6) (7) s :s (8) 8 « Cobre 0,5 0,75 13 12 17 21 13 10 10 15 17 13 14 19 16 18 21 16 17 23 19 15 12 1,5 26 23 27 21 22 30 25 2,5 36 32 37 29 30 41 35 49 42 50 40 42 56 48 63 54 65 53 55 73 63 10 86 75 90 74 77 101 88 16 ll5 100 121 101 105 137 120 25 149 127 161 135 141 182 161 35 185 158 200 169 176 226 201 50 225 192 242 207 216 275 246 353 318 389 70 289 246 310 268 279 95 352 298 377 328 342 430 120 410 346 437 383 400 500 454 150 473 399 504 444 464 577 527 185 542 456 575 510 533 661 605 240 641 538 679 607 634 781 719 300 741 621 783 703 736 902 833 400 892 745 940 823 868 1085 1008 500 1030 859 1083 946 998 1253 1 169 630 1 196 995 1254 1088 1 151 1454 1362 800 1396 I 159 1460 1252 1328 1696 1595 1000 1613 1336 1683 1420 1511 1958 1849 76 79 103 90 Aluminio 77 16 91 25 108 97 121 103 107 138 122 35 135 120 150 129 135 172 153 90 ('C) PVC EPRouXLPE 10 15 20 25 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 1,22 1,17 1,12 1,06 0,94 0,87 --e-,79 0,71 0,61 0,50 1,15 1,12 1,08 1,04 0,96 0,91 0,87 0.82 0,76 0,71 0,65 0.58 0,50 0,41 50 164 146 184 159 165 210 188 70 211 187 237 206 215 271 244 95 257 227 289 253 264 332 300 120 300 263 337 296 308 387 351 150 346 304 389 343 358 448 408 185 397 347 447 395 413 515 470 240 470 409 530 471 492 61l 561 300 543 471 613 547 571 708 652 400 654 566 740 663 694 856 500 756 652 856 770 806 991 792 921 _ 630 879 755 996 899 942 I 154 800 1026 879 1164 1056 1106 1351 1266 _ 1000 1186 1012 1347 1226 1285 1565 ~ 10 15 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 .sg 0 Q ~ - -. - ,. - - , ' ~ffl i1 1,07 1,04 0,96 0.93 0.89 0.85 0,80 0,76 0,71 0,65 0,60 0,53 0,46 0,38 1,10 1,05 0.95 0,89 0,84 0,77 0,71 0,63 0,55 0,45 I~_! I~, G I 1 Isolacao Temperatura i'il" !:jilll; I, ;111: I" t:n!, " 1' ,'1!11 ~Hi, 1 II', ,i,iii! Referencia:Tab. 35 da NBR-541O - Edicao 1997/98. , !'~ !! 11 Ii'ii! \::' :'1 ~',' Tabela 4.9 Fatores de Correcao para Cabos Contidos em Eletrodutos Enterrados no Solo, com Resistividades Terrnicas Diferentes de 2,5 K-mjW, a Serem Aplicados as Capacidades de Conducao de Corrente do Metodo de Referenda D Resistividade termica (K'mIW) 1,5 2 3 Fatorde corre~ao 1,1 1,05 0,96 1,18 No,",: 1) Os fatores de correcao dadossaovaloresmedics paraas se~oes nominaislnclufdas nas Tabelas 4.4 e 4.5. cornumadispersgo geralmenteinferior a5%. 2) Os fatores de correcao sao aphcaveis a cabos em eletrodutos emerrados. a urna profundidade de al6 0,8 m. 3) Os fatores de correcao paracabos diretamente enterrados sao mais elevados pararesisuvidades termicas inferiores a 2,5 K·m/W e podem ser . k fi ' calculados pelos metodos dadosna NBR-11301. e erIDC": Tab. 36 da NBR-5410 -Edi,iio 1997/98. ;ii>r I,: i I!: i "I 'hi 'I ~,!:I N,I l: ~ 11 -: ; •• : .:' :'~;:~.--.-:--:- '~s.!-~';', : .g .g .~ ;1;-<'" '" ~ '" u '" ° " ]8~ c:I "'0 (a,) o -0 ctI'lU :g'" ~ -0 ~ ­ ~ Vl o V) ~§ ~ '" o 0 Q.) d) c- VJ Z " 00 \0 t­ o 00 o o 2-0 ~.g 0-, o o t­ t­ '" o..g a I£U v-.., a ~-o 6 u.., o o a -0 a q 5 Vl ~ o'" o'" 00 00 00 00 V) 00 00 '" '" o t­ 00 o be o o a V) 8. q 0-, o 8 '" "" ~ .D ~ o ,'°" °'" .1;ftl) ~ ~ o'" u_ o0.."'0 0.0 ctI 0.. ctI .2, '" ".. °'" '" .2~.g C':I til c.J tI] ~ g.~ ~ ~~~§~ .:::s;.: u~ IU ~ilg-EU 1I'.Id)~ .§J 6~ ~]elctlO ~ ·2 '" ~ '" 0 U '2 c:I '::l '::I"iir ~~5'~~]~ '" "g.8 "'Ol:«It­ u£'a2~~~ U " ~~IUl:~!_ ~~~]~~o EB '" 0 ctI (';$"'0""0"-" E.2 ~ 1S [~~ &~ ]~ ::l '~ "'0t­ "'0.-::: c:I ~~~ u,,~ ~.~ ~~~ ~ 5 ~g- ii E.£ 8. a CIi '§ 0 '" '" "Il" "~ ","", "'8 "'u '" ,,,° 5 d) f-·j '"i·"· .' ;~ , . "~;::;~-~~v .' ,,.; J •••• 162 ".~;;.:. • ', :~_~:~. ·:·:d"::~f.~,h-i~-·;--:-, ,,:. __ ." 163 Protecao, Seccionamento e Comando dos Circuitos da NBR-5410 - Edicao 1997;98 Instalacoes Eletricas Tabela 4.17 Secao do Condutor Neutro Se~ao Tabela 4.15 Multiplicadores a Utilizar para a Obtencao dos Fatores de Agrupamento Aplid.veis a Circuitos Trifasicos ou Cabos Multipolares, ao Ar Livre, Cabos Contiguos, em Varias Camadas Horizontais, em Bandejas, Prateleiras e Suportes Horizontais - Metodos de Referencia C, E e F nas Tabelas 4.4, 4.5,4.6 e 4.7 dos condutores-fase (mm') s« Niimero de circuitos trifasicos ou de cabos multipolares (cabos unipolares ou cab os muitipolares contiguos em uma camada) 2 I 3 4 ou 5 6a8 gemais Disposicao em urn plano horizontal 0,85 0,78 0,75 0,72 0,70 Disposicao em urn plano vertical 0,80 0,73 0,70 0,68 0,66 Secao minima do condutor neutro (mm') S 25 25 3:; 50 70 70 95 120 150 185 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 Reterencla: Tab. 44 da NBR-541O- Edi,ao 1997/98. 1) Os fatores sao obtidos multiplicando os valores referentes adisposicao em urn planohorizontal pelos referentes adisposiciio em urn plano vertical, que corresponde ao numero de camadas. 2) Deve ser verificado se 0 numero de cabos atende aprescricao de 6.2.11.3.5 (NBR-5410). 3) Os valores correspondentes adisposicao em urn planohorizontal ou em urn planoverticalnao podem ser usedos isoladamente como fatores de agrupamento paracircuitosou cabos multipoJares dispostos em uma rinica camada, horizontal ou vertical,respectivamente. 4) Paracabos dispostos em uma dnica camada, ver Tabelas 4.13 e 4.14. 5) Se forem necessaries valores mats precisos deve-se recorrer aNBR·11301. Referenda: Tab. 42 da NBR-5410 - Edicao 1997/98. Notas: NOTAS: l) Os valores da tabela sao aplicaveis quando os condutores-fase e 0 condutor neutro forem cons­ titufdos pelo mesmo metal. 2) Em nenhuma circunstancia 0 condutor podera ser comum a varies circuitos. Tabela 4.18 Limites de Queda de Tensao Iluminacao Outros usos 4% 4% ~ao ou transformador, a partir de uma instalacao de alta tensao, 7% 7% lnstalacoes que possuam fonte pr6pria. 7% 7% A­ lnstalacoes aIimentadas diretamente por urn ramal de baixa tensao, a partir de uma rede de distribuicao publica de baixa tensao. B- Instalacoes alimentadas diretamente por subestacao de transforma­ Tabela 4.16 Secoes Minimas dos Condutores Tipo de instalacao Cabos isolados I '···-._L Instalacoes fixas em geraI I Secao minima do condutor (mm') - material Ligacoes f1exfveisfeitas com cabos isolados .. Referencie: Tab. 46 da NBR-5410 - Edi,ao 1997/98. 2,5 16 AI 0,5 Cu - - Circuitos de sinalizacao e circuitos de controle Para urn equipamento especffico <',d AI Circuitos de forca Circuitos de forca Condutores nus c- 1,5 16 I I Cu Circuitos de iluminacao - ~.r., """~.;. Utilizacao do circuito Circuitos de sinalizacao e circuitos de controle ., I·........• I 10 16 Cu AI 4 Cu I 0,75 Cu 0,75 Cu Notas: I) Em circuitos de sinalizacao e controle destinados a equipamentos eletronicos sao admitidas s~Oes de ate 0,1 rnm", 2) Emcabos multipolares flexfveis contendo sete ou moos veias sao admitidas secjes de ale 0,1 mmt. 3) Os circuitos de tomadas de corrente sao considerados como circuitos de force. Referenda: Tab. 43 da NBR-5410 -Edi,ao 1997/98. . NOTAS: I) Nos casos B e C as quedas de ten sao nos circuitos terminais nao devem ser superiores aos va­ lores indicados em A. 2) Nos cas os B e C, quando as linhas principais de instalacao tiverem urn comprimento superior a 100 m, as quedas de tensao podem ser aumentadas de 0,005% por metro de linha superior a 100 m, sem que, no entanto, essa suplementacao seja superior a 0,5%. 3) Quedas de tensao maiores que as da tabela acima sao permitidas para equipamentos com cor­ rente de partida elevada, durante 0 periodo de partida, desde que dentro dos limites permitidos em suas normas respectivas. Como especificado na norma do equipamento Para qualquer ourra aplicacao Circuitos a extrabaixa tensao para aplicacoes especiais Cu Tabela 4.19 Secao Minima do Condutor de Protecao S(mm') Secao minima do condutor de protecao correspondente SPE(mm') S ~ 16 16S ~ 35 S> 35 16 S/2 Se~ao dos condutores­ fase da instalacao Referenda: Tab. 53 da NBR-5410 - S Edi"o 1997/98. 164 Protccao, Seccionamento e Comando dos Circuitos da NBR-5410 - Instalacoes Eletricas Tabela 4.20 Anexo A - Faixas de Tensao (em Yahs) Sistemas naodiretamente Sistemas diretamente aterrados aterrados Corrente Corrente alternada Faixa II alternada Corrente continua Corrente continua Entre fase Entre Entre fases p610s Entre p610s Entre e terra fases Entre p610s U",50 U",50 U",120 U"'120 U",50 U'" 120 50!' ,,;; 30 rnA). 4.4 DISPOSITIVOS DE PROTECAo, SECCIONAMENTO E COMANDO 4.4.1 Prescricoes Comuns 4.5.2 Selecao dos Equipamentos DR de Acordo com Seu Modo de Funcionamento Quando urn dispositivo seccionar todos os condutores vivos de urn circuito com mais de uma fase, 0 seccionamentodo condutor neutro deve ser efetuado ap6s ou virtualmenteao mesmo tempo que 0 dos conduto­ res-fase, e 0 condutor neutro deve ser religado antes ou virtualmente ao mesmo tempo que os condutores-fase. Em circuito com mais de uma fase, nao devem ser inseridos dispositivos unipolares no condutor neutro. Em circuitos monofasicos, nlio devem ser inseridos dispositivos de seccionamento unipolares no condutor neutro, a menos que seja previsto, a rnontante,urn dispositive DR (dispositivo a corrente diferencial-residual). Osdispositivos-DR podem ser do tipo com ou sem fonte auxiliar,que pode ser a pr6priarede de alimentacao. 0 uso de dispositivos DR com fonte auxiliar que nlio atuem automaticamente em caso de falha de fonte ~ auxiliar eadmitido somente se uma das duas condicoes seguintes for satisfeita: a) a protecao contra contatos indiretos fOF assegurada por outros meios no caso de falha da fonte auxiliar; b) os dispositivos forem instala­ ~os eminstalacoes operadas, testadas e mantidas por pessoas advertidas ou qualificadas. 4.4.2 Dispositivos de Protecao contra Contatos Indiretos 4.4.2.1 Dispositivos de Protecao Contra Sobrecorrentes Esquema TN: No esquema TN, os dispositivos de protecao contra sobrecorrentes devem ser selecionados e instalados de acordo com as prescricoes do Item 4.6. Esquema IT: 0 emprego de dispositivos de protecao a sobrecorrente no esquema TT s6 e possfvel,napra· tica, se a resistencia dos eletrodos de aterramento das massas for: UL RA onde: I iIn :5 I iIn corrente diferencial-residual nominal; UL = tenslio de contato, limite convencional; RA = valor a ser efetivamente obtido, levando em conta a umidade do solo. 0 squema TN: Se para certos equipamentos ou para certas partes da instalacao, uma ou mais condicoes enun­ em413 nao puderem ser respeitadas, estas partes podem ser protegidas por urn dispositivo DR, 0 mes­ oocorrendo com os circuitos terminais. Neste caso as massas nao precisam ser ligadas ao condutor de pro­ aodo esquemaTN desde que sejam ligadas a urn eletrodo de aterramento com resistencia compativel com corrente de atuacao do dispositivo DR. Esquema IT: Se uma instalacao for protegida por urn unico dispositivo DR, este deve ser colocado na ori­ dainstalacao,a menos que a parte da instalacao compreendida entre a origem e 0 dispositivo nao possua uermassae satisfaca a medida de protecao pelo emprego de equipamentos classe II ou pela aplicacao de aosuplementar. Esquema IT: Quando a protecao for assegurada por urn dispositivo DR e 0 seccionamento a prirneira falta for cogitado, a corrente drterencial-residual de nlio atuacao do dispositivo deve ser no minima igual a . rrente que circula quando uma primeira falta franca a terra afete urn condutor-fase. ,6 DISPOSITIVOS DE PROTECAo CONTRA SOBRECORRENTES 4.5 DISPOSITIVOS DE PROTECAo A CORRENTE DIFERENCIAL-RESIDUAL (DISPOSITIVO DR) (ITEM 5.1.2.5 DA NBR-5410 - EDICAo 1997/98) 4.5.1 Condicoes Gerais da Instalacao ,>.;~:' Os condutores DR devem garantir 0 seccionamento de todos os condutores vivos do circuito. No esque~-i' li1Jl~ 1 ­ 1 :\111' i~j'~ illt l ' ~ d = Esquema IT: Quando as massas forem interligadas, aplicam-se as mesmas condicoes do esquemaTN. Illih ,~ I\i. ~ 'II> \": .) ''W 6.1 Disposicoes Gerais I~ As basesfusiveis rosqueadas devem ser ligadas de maneira que 0 contato central se encontre no lade da gem dainstalacao(fusfveis do lade da carga). As bases fusfveis de formato de cartucho devem ser dispostas odo a excluira possibilidade de estabelecer, atraves de urn porta-fusiveis, contatos entre pecas condutoras asbasesvizinhas. :~ dispositivos fusfveis, cujos fusfveis sejam suscetiveis de substituicao por pessoas nao advertidas ou 1 Icadas, devem atender as prescricoes de seguranca da NBR-9122 e devem poder ser retirados ou coloca­ sem qualquerrisco de contato fortuito com as partes vivas. Os disjuntores que forem suscetfveis de ser "" '", ...~;;y.;.~> ':':::~7r~;-' -.-. ,'. ;-~;..0·.; '-,"f"' .-'"-j'.;. ._-::.'")~-. --;"""":~~J}it":y:,;'"_·";~·.·,-l,-';';~J,-~,-;~.;. ...•r: ~~ .. .~.:~,~J.;;~~~:~;c;; -t- _...~ ...,. It 166 Instalacoes Elctricas Protccao, Seccionamento e Comando dos Circuitos da NBR·5410 - Edicao 1997;98 operados por pessoas que nao sejam qualificadas devem ser projetados ou instalados de modo a que nao seja possivel modificar 0 ajuste de seus disparadores de sobrecorrentes, sem uma acao voluntaria que envolva 0 usa de chave ou ferramenta ou sern provocar indicacoes visfveis dessa modificacao. NOTAS: 1) Quando as caracteristicas de funcionamento (F na Fig. 4.1 OU D 1 na Fig. 4.2) do dispositivo de pro­ tecao encontrar-se abaixo da curva C dos condutores para todos os tempos inferiores a 5 segundos, a corrente In e considerada igual a corrente de atuacao do dispositive de protecao em 5 segundos. 2) Para correntes de curto-circuito cuja direcao seja superior a varies penodos, a integral de Joule P t do dispositivo de protecao pode ser calculada, multiplicando-se 0 quadrado do valor eficaz da corrente da caracteristica de funcionamento I(t) do dispositive de protecao, pelo tempo de atuacao t. Para correntes de curto-circuito de duracao menor, deve-se fazer referencias as caracteristicas P t fornecidas pelo fabricante. 3) A corrente de curto-circuito minima presumida e geralmente considerada igual a corrente de cur­ to-circuito de impedancia desprezfvel, ocorrendo no ponto mais distante da linha protegida. 4.6.2 Selecao dos Dispositivos de Protecao contra Sobrecarga A corrente nominal, ou ajuste do dispositivo de protecao, deve ser escolhida conforme 5.3.3.2. No casode cargas ciclicas, os valores de In e 12 devem ser escolhidos com base nos valores de 18 e de Iz para cargas cons. tantes termicamente equivalentes a cargas cfclicas. NOTA: Na escolha dos dispositivos de protecao os valores de corrente de crista das cargas devem ser cor, siderados. 4.6.3 Selecao dos Dispositivos de Protecao contra Curtos-circuitos Para a aplicacao das prescricoes relativas aos curtos-circuitos de duracao de no maximo igual a 5 segundos, as condicoes seguintes devem ser respeitadas pelos dispositivos fusiveis e pelos disjuntores: a) dispositivos fusiveis: - In (intersecao das curvas C e F, ver Fig. 4.1) deve ser igual ou inferior a corren­ te de curto-circuito minima presumida. \: I 4.7 DISPOSITIVOS DE PROTE<;:;A.O CONTRA SOBRETENSOES Selecao dos limitadores de sobretensao - Criterios a seguir: a) tensao nominal da instalacao; b) nivel de isolamento da instalacao; c) maneira de ligacao do limitador de sobretensoes; d) valor maximo da energia dissipada. 4.7.1 Nivel de Protecao Efetivo a) Quando 0 limitador de sobretensoes for ligado entre 0 neutro da instalacao e a terra, 0 nfvel de protecao " efetivo assegurado pelo limitador sera igual a soma da tensao nominal de descarga 100% a frequencia industrial do limitador com a tensao fase e neutro da instalacao, b) Quando 0 limitador de sobretensoes for ligado entre uma fase da instalacao de baixa tensao e a terra. 0 nivel de protecao assegurado pelo limitador sera igual a soma da tensao nominal de descarga 100% a frequencia industrial do limitador com a tensao entre fases da instalacao. c ~F I I. 167 ~ "4.7.2 Instalacao dos Limitadores de Sobretensao Fig. 4.1 Valor minima para correntesde CC para circuitosprotegidospor fusfveis, b) disjuntores: Para os disjuntores, duas condicoes devem ser curnpridas: - In (intersecao das curvas CeDI' ver Fig. 4.2) deve ser igual ou inferior a corrente de curto-circuito mfnimo presumida. , ~." <:. __ c o terminal deentrada dos limitadores de sobretensoes deve ser ligado a urn condutor vivo da instalacao no "ponte desejado, sernpre a montante dos dispositivos de seccionamento. 4.7.3 Ligacao a Terra o terminal de terra dos limitadores de sobretensao deve ser ligado de uma das maneiras citadas a seguir: a) a urnconjunto interligado, compreendendo todas as massas de instalacao e todos os elementos condutores estranhos a instalacao dos locais servidos por esta instalacao: b) a urn eletrodo de aterramento independente, que apresente uma resistencia no maximo igual ao quociente do myel de isolamento minimo da instalacao, "diminuindo a tensao entre fases e neutro, conforme 0 modo de ligacao do limitador, pela corrente maxima de falta para a terra da instalacao de ten sao mais elevada. .-;; 4.7.4 Condutores de Ligacao do Limitador I. Fig. 4.2 Valor mfnirno da corrente de CC protegidapor disjuntores. Ib (intersecao das curvas C j e D2, Fig. 4.3) deve ser, no minimo, igual a corrente de curto-circuilO presumida no ponto de instalacao do disjuntor. ,2,1 c, , 0 condutor que liga 0 limitador de sobretensoes a urn condutor vivo ou ao eletrodo de aterramento deve ser apaz de Suportar as correntes suscetiveis de atravessar 0 limitador. Quandovaries condutores de saida de limitadores forem ligados em conjunto atraves de urn iinico condu­ aoeletrodo de aterramento, este condutor devera ser capaz de suportar a soma das correntes suscetfveis de .vessar cada limitador. A sei-:,,-;!-,~.; ._"~;,'\7~J 170 .. ;'~ "~_,''''-:- ~"'!~_:;;~:~) ~j.. ;':-~';.:".-::: .}--,~ '-:"-."J Os dispositivos de seccionamento a coman do manual de vern, de preferencia, ser escolhidos para seccionamento direto do circuito principal. Os disjuntores, contactores etc., acionados por comando a distancia, devem ser operados atraves do seccionamento da alirnentacao das bobinas ou outras tecnicas que apresentem seguranca equivalente. Os elementos de comando (punhos, botoeiras etc.) dos dispositivos de seccionamento devem ser claramen­ te identificados, de preferencia pel a cor vermelha, contrastando com 0 fundo amarelo. Os elementos de comando devem ser facilmente acessiveis a partir dos locais onde possa ocorrer urnperi­ go e, quando for 0 caso, de qualquer outro local de onde urn perigo possa ser eliminado a distancia, Os elementos de comando de urn dispositivo de seccionamento de emergencia devem poder ser travados na posicao aberta do dispositivo, a rnenos que esses elementos e os de reenergizacao do circuito estejam am­ bos sob 0 controle da mesma pessoa. 4.10.1 Dispositivos de Comando Funcional Os dispositivos de comando funcional devem ter caracterfsticas apropriadas as condicoes mais severas sob as quais devem funcionar. Os dispositivos de comando funcional podem apenas interromper a corrente sem, necessariamente, abrir os palos correspondentes. . .. . _ .. . .... NOTAS: 1) Os dlSPOSllIvOS de com~do .asemlcond.utores ,sao exemplos de dispositivos capazes de inter­ .,...... .,. : romper a corrente num circuito sem abnr os polo~ correspond~ntes.. 2) 0 comando funcional pode, por exemplo, ser realizado por mero de mterruptores, dlSPOSIUVOS;: a se~ico~dutores,. disj?ntores, contactore~, telerruptores, .tom~d.as de c~rr~nte com corren!e ;:. nominal igual ou inferior a 16 A. Os seccionadores, os dlSPOSltlVOS fusfveis e as barras nac r devem ser utilizados para comando funcional. 4.11 ATERRAMENTO E CONDUTORES DE PROTEQAo ,... Ii":~ r:» o objetivo dos aterrarnentos e assegurar sem perigo 0 escoamento das correntes de falta e de fuga para terra, satisfazendo as necessidades de seguranca das pessoas e funcionais das instalacoes. o valor da resistencia de aterramento deve satisfazer as condicoes de protecao e de funcionamento da ins' talacao eletrica, de acordo com 0 esquema de aterramento utilizado (ver Protecao contra Contatos Indiretos). 4.11.1 Ligacoes aTerra 4.11.1.1 Aterramento \ ,,~ ..... ," Os aterramentos podem ser usados em conjunto ou separadamente, para finalidades de protecao ou fund­ onais, de acordo corn as exigencias das instalacoes. A selecao e a instalacao dos componentes de aterramento devem ser tais que: . a) 0 valor da resistencia de aterramento obtida nso deve se modificar consideravelmente ao longo do tempo. b) resistam as solicitacoes terrnicas, termomecanicas ou eletromecanicas; ._ c) sejam adequadamente robustos ou possuam protecao mecanica apropriada para fazer face as condi~oe> de influencias extemas. 171 4.11.1.2 Eletrodos de aterramento NgTA: 0 seccionamento de ernergencia pode, por exemplo, ser efetuado por: interruptores no circuito prin. cipal; botoeiras ou dispositivos similares nos circuitos de comando (circuitos auxiliares). I ­ eletr6lise. No caso de parada de emergencia, pode ser necessario manter a alimentacao, por exemplo, para frenagem das partes moveis, ~J,. .. ~;::..- ~~'-"~- Devem ser tomadas precaucoes para impedir danos aos eletrodos e outras partes metalicas por efeito de Os dispositivos de seccionamento de emergencia podem ser constituidos por: mentacao principal. ~~;, : ;:L.~'_' Protecao, Seccionamento e Comando dos Circuitos da NBR-54IO - Edicao 1997;98 Instalacoes Eletricas a) urn dispositivo de seccionamento capaz de interromper diretamente a alimentacao principal; b) uma cornbinacao de dispositivos, desde que acionados por uma iinica operacao que interrompa a ali. . :_,4. as tipos de eletrodos de aterramento que podem ser usados sao os seguintes: a) condutores nus; b) hastes ou tubos; c) fitores ou cabos de acos embutidos nas fundacoes; d) harras ou placas metalicas; .e) armacoes metalicas do concreto; fJ outras estruturas metalicas apropriadas, enterradas no solo. NOTAS: I) Deyem ser tornados cuidados especiais quando a construcao incluir concreto protendido. 2) A eficiencia de qualquer eletrodo de aterramento depende das condicoes locais do solo. De­ vern ser selecionados urn ou mais eletrodos adequados as condicoes do solo e ao valor da resis­ tencia de aterramento exigido pelo esquema de aterramento utilizado. 0 valor da resistencia de aterramento do eletrodo de aterramento pode ser calculado ou medido (ver Item 8.5). a material e as dimensoes mfnimas dos eletrodos devem estar de acordo com a Tabela 8.5. a tipo e a profundidade de instalacao dos e1etrodos de aterramento devem ser tais que as mudancas nas condicoes do solo (por exemplo, secagem) nao aumentem a resistencia de aterramento dos eletrodos acima do valorexigido. 0 projeto dos aterramentos deve considerar 0 possfvel aumento da resistencia de aterramento dos eletrodos devido a corrosao. Ascanalizacoes metalicas de fomecimento de agua e outros services nao devem ser utilizadas como eletro­ dos de.aterramento. NarA: Esta exigencia nao exclui a ligacao equipotencial de que trata 0 item 4.11.2.6. Ascapas de chumbo e outros componentes metalicos de cabos (que nao os condutores propriamente ditos), nao sujeitos a deterioracao por corrosao excess iva, podem ser us~dos com~ eletrodos de aterra~ento_desde queseja o.b.tida a concordancia do proprietario dos cabos e que seja prevemdo de qualquer rnodificacao que possa afetar a qualidade do aterramento. . , , as eletrodos embutidos nas fundacoes dos predios devem preferencialmente ser constitufdos por urn anel nofundo da escavacao, executado durante a construcao das fundacoes, !'s arm~~?es de concr~to armado de­ vern serinterligadas ao anel, na medida do possivel, assegurando a equipotencialidade do conjunto, 4.U.2 Condutores de Aterramento Os condutores de aterramento devem atender as prescricoes da Tabela 4.19 e, quando enterrados no solo, . suas secoes devem estar de acordo com a Tabela 8.5. NOTA: As dimensoes para condutores de se~ao nao-circular estao ern estudo. Na execucao da ligacao de urn condutor de aterramento a urn eletrodo de aterramento deve-se garantir a Continuidade eletrica e a integridade do conjunto. ,11.2.1 Terminal de aterrarnento principal Emtoda instalacao deve ser previsto urn terminal (ou barra) de aterramento principal e os seguintes condu­ !Ores devemser ligados a ele: a) condutores de aterrarnento; b) condutores de protecao; c) condutores da liga­ eqiiipotencialprincipal; tf) condutores de aterrarnento funcional, se necessario. NOTA: Nas instalacoes alimentadas por rede de distribuicao publica ern baixa tensao, que utilizern 0 esque­ TN, ao terminal (ou barra) de aterramento principal deve obrigatoriamente ser ligado 0 condutor de ·amento funcional do condutor neutro. Nas instalacoes alimentadas por rede de distribuicao publica em 172 Instalacoes Eletricas baixa ten sao, que utilizem 0 esquema TT, devern ser previstos dois terminais (ou barras) dt;terramento ~epa. rados, ligados a eletrodos de aterramento eletricamente independentes, urn para 0 aterramento funcional do condutor neutro e 0 outro constituindo 0 terminal de aterramento principal propriarnente dito. Deve ser previsto, em local acessfvel, urn dispositivo para desligar 0 condutor de aterramento. Tal disposi. tivo deve ser combinado ao terminal de aterrarnento principal, de modo a permitir a rnedicao da resistenciade aterramento do eletrodo, so ser desmontavel com 0 auxflio de ferrarnenta, ser mecanicarnente resistente e garantir a continuidade eletrica, Protecao, Seccionamento c Cornando dos Circuitos da NBR-5410 - Edicao 1997;98 173 4.11.2.3 Tipos de condutores de protecao NOTA: Para a selecao e a instalacao dos varies tipos de condutores de protecao, devem ser lev adas em con­ ta, em conjunto, as prescricoes dos Caps. 52 e 54 (NBR-5410). II~~~I Podem ser usados como condutores de protecao: veias de cabos multipolares; condutores isolados ou ca­ basunipolares num involucre comum aos condutores vivos; condutores isolados, cabos unipolares ou condu­ tares nus independentes; protecoes metalicas ou blindagens de cabos; eletrodutos metalicos e outros conduto­ res metalicos; e certos elementos condutores estranhos a instalacao, 4.11.2.2 Condutores de protecao Quandoa instalacao contiver linhas pre-fabricadas (barramentos blind ados) com involucres rnetalicos, tais inv61ucros poderao ser usados como condutores de protecao se satisfizerem simultaneamente as tres exigen­ NOTAS: I) Para condutores de protecao usados em ligacoes eqiiipotenciais (ver item}). cias seguintes: a) sua continuidade eletrica deve estar assegurada de forma a estar protegida contra deteriora­ 2) Urn condutor de protecao pode ser comum a varios circuitos. yOes mecanicas, quimicas ou eletroquimicas; b) sua condutancia seja, pelo menos, igual aresultante da aplica­ yao da expressao (I); c) devem permitir a ligacao de outros condutores de protecao em todos os pontos de Seciies minimas A secao dos condutores de protecao deve ser: a) calculada de acordo com a expressaoem derivacfio predeterminados. funcao de I, t e k (a seguir) ou b) selecionada de acordo com a Tabela 4.19. As protecoes metalicas ou blindagens de cabos, bern como os eletrodutos e outros condutores metalicos, Em ambos os casos devem ser consideradas as restricoes de mfnimo 2,5 mm- (com protecao mecanica)e4 podem ser usadas como condutores de protecao dos respectivos circuitos se satisfizerem as exigencies. mm? (sem protecao mecanica). Elementos condutores estranhos 11 instalacao podem ser usados como condutores de protecao se satisfize­ rem todas as quatro exigencies seguintes: a) sua continuidade eletrica deve estar assegurada, por construcao aupor ligacoes adequadas, de forma a estar protegida contra deterioracoes mecanicas, quimicas e eletroqui­ NOTA: A instalacao deve ser preparada de forma que os terminais dos equipamentos sejarn capazes de acei­ tar os condutores de protecao. micas; b) sua condutancia seja, pelo menos, igual 11 resultante da aplicacao da expressao (I); c) so devem po­ der ser desmontados se forem previstas medidas compensadoras; l!) sua aplicacao a esse usa seja analisada e, senecessario, sejarn feitas adaptacoes adequadas. A secao nao deve ser inferior ao valor determinado pela expressao seguinte (aplicavel apenas para tempos. As canalizacoes metalicas de agua e gas nao devem ser usadas como condutores de protecao, de atuacao dos dispositivos de protecao que nao excedam 5 segundos). Elementos condutores estranhos 11 instalacao nao devem ser usados como condutores PEN. Preservacao da continuidade eletrica dos condutores de protecao. S = ..[i1Xi Os condutores de protecao devem estar convenientemente protegidos contra as deterioracoes mecanicas e k qufmicas e contra os esforcos eletrodinarnicos. Asligacoes devem estar acessfveis para verificacoes e ensaios, com excecao das executadas dentro de cai­ onde: S = secao do condutor, em mrn/; xas moldadas ou juntas encapsuladas. I valor (eficaz em CA) da corrente de falta que pode circular pelo dispositivo de protecao, para _ Nenhumdispositivo de comando ou protecao deve ser inserido no condutor de protecao, porem podem ser uma falta direta, em amperes; utilizadas ligacoes desmontaveis por meio de ferrarnentas, para fins de ensaio. tempo de atuacao do dispositivo de protecao, em segundos; Quandofor utilizado urn dispositivo de controle de continuidade de aterrarnento, as bobinas de operacao devem serinseridas no condutor de protecao, NOTA: Deve ser levado em conta 0 efeito de limitacao de corrente das impedancias do circuito, bern cone ,. _ As massas de equiparnentos a ligar aos condutores de protecao nao devem ser utilizadas como partes de a capacidade limitadora (integral de Joule) do dispositivo de protecao. ft.! :;condutores de protecao de outros equipamentos. k = fator que depende do material do condutor de protecao, de sua isolacao e outras partes e das ten­ peraturas inicial e final. NOTAS: I) E necessario que a secao calculada seja compatfvel com as condicoes impostas pela impedan­ cia do caminho de falta. 2) Para lirnitacoes de temperatura em atrnosferas explosivas, ver Publicacao lEC 79-S. 3) Devem ser levadas em conta as temperaturas maximas admissfveis para as ligacoes. A secao do condutor de protecao pode, opcionalmente, ser determinada atraves da Tabela 4.19. _­ Se a aplicacao da tabela conduzir a valores nao-padronizados, devem ser usados condutores com a seyao normalizada mais proxima. A se~ao de qualquer condutor de prote\=aoque nao fa\=a parte do mesmo cabo ou do mesmo involucro~;. os condutores vivos deve ser, em qualquer caso, nao inferior a 2,5 rom2 se possuir prote\=aomecanica e 4 ;;~i­ se nao possui!' prote~ao mecanica. ,.~ 'f ~ Aterramento por raz6es de protecao .~ NOTA: Para as medidas de protecao nos esquemas TN, TT e IT, ver NBR-5410. A Tab. 22 da NBR-S41O-77nS da os valores de kpara condutores de protecao em diferentes condi\=oesde uso ou servico, Se, ao ser aplicada a expressao, forem obtidos valores nao-padronizados, devem ser utilizados condutoteS com a secao normalizada imediatamente superior. ~ -"Condutores de proteciio usados como dispositivos de proteciio contra sobrecorrentes ~OTA: Quando forem utilizados dispositivos de protecao a sobrecorrentes para a protecao contra contatos uetos, efortemente recomendada a incorporacao do condutor de protecao na mesma linha dos condutores os ou em sua proximidade imediata. rramento do mastro de antenas e do sistema de proteciio contra descargas atmosfericas (pdra-raios] da car;ao Para-raios e antenas extemas de televisao devem ser aterrados conforme a NBR-54 I9 ("Prote\=aode edifica­ Contra descargas atmosfericas") e atender a uma das seguintes altemativas: a) 0 mastro metalico da antena e serconectado ao condutor de descida do para-raios por meio de solda exotermica ou abracadeira com dois . sosMS.Essa liga\=ao deve ser a mais curta e retilfnea possivel, mediante condutor de cobre com se\=ao nao nor a 6 rom2; b) se nao houver para-raios, deve ser instalado urn condutor de aterrarnento exclusivo para a da ~ntena, com se\=ao nao inferior a 6 rom2 em cobre, ligando a haste a urn eletrodo de aterrarnento. reSlstencia de aterramento nao deve ser superior a 10 ohms, em qualquer esta\=aodo ano. ~'! 10­ ~:! i II ~ ,: \' llll"'iil illl': .:i· ii . '. ..~. .... --. ~;-:f:"\'l."';;'-~­ ..: ·l_j~;;._i-_~~(_~: ,;"..::),.,~:_ ."'....- r". 174 Protecao, Seccionamento e Comando dos Circuitos da NBR-5410 - Instalacoes Eletricas NOTA: Em lugar de condutores de cobre podem ser empregados condutores de alumfnio ou ligas de a~o,de secao equivalente, observadas as prescricoes da NBR-5419. Os aterramentos do para-raios, da antena extema e da instalacao eletrica (massas, ou massas e neutro) de­ vern ser interligados. Preferencialmente, deve ser utilizado urn unico eletrodo de aterrarnento, comum a todos (por exemplo, uma fita de aco embutida nas fundacoes, em todo 0 penrnetro da edificacao, de acordo com a NBR-5419). Se 0 eletrodo de aterramento do para-raios e/ou da antena for distinto do eletrodo de aterramento da insn, Iacao eletrica, a interligacao entre ambos, atraves de condutor de equipotencialidade, deve ser tal como pres­ crito para ligacao equipotencial principal (ver 3.1 1.5.2 e item 4.1 1.2.6). Em qualquer caso, 0 escoamento da corrente de descarga atrnosferica para a terra deve ser extemo a edifi­ cacac..diretamente num eletrodo, e nao atraves dos condutores de ligacao equipotencial, 4.11.2.5 Aterramento por raz6es funcionais ,. . (, . ;-~_\:;.. '~:>j..~~J'.~ _ -",-~ ••" • Edicao 1997;98 175 Condutores de ligaciies eqiiipotenciais suplementares Urn condutor de eqtiipotencialidade de uma ligacao eqtiipotencial suplementar, ligando duas massas, deve possuir uma secao equivalente igual ou superior a se­ ~ao do condutor de protecao de menor secao ligado a essas massas. Urn condutor de eqiiipotencialidade de uma ligacao equipotencial suplementar, ligando uma massa a urn elemento condutor estranho a instalacao, deve possuir uma secao equivalente igual ou superior a metade da se~ao docondutor de protecao ligado a essa mass a e deve satisfazer as mesmas condicoes do condutor de aterramento. . Uma ligacao eqilipotencial suplementar pode ser assegurada por elementos condutores estranhos a instala­ ~iio, nao-desmontaveis, tais como estruturas metalicas, ou por condutores suplementares ou por uma combi­ na~ao dos dois tipos. . 6.1.7 Documenta~ao da instalacao 6.1.7.1 A instalacao devera ser executada a partir de projeto especffico que devera conter, no mfnimo: a) plantas; b) esquemas (unifilares e outros que se facam necessaries); c) detalhes de montagem quando necessaries; d) memorial descritivo; e) especificacao dos componentes: descricao sucinta do componente, caracteristicas nominais e norma(s) a que devem atender, Generalidades o aterramento por razoes funcionais deve ser realizado para garantir 0 funcionamento correto dos equipa­ mentos ou para permitir 0 funcionamento adequado e confiavel da instalacao, 4.11.2.6 Aterramento par razoes combinadas de protecao e funcionais 6.2.5 Capacidades de conducao de corrente Generalidades I '-,1 ~"'~".1: " 6.2.5.1 Introducao Quando for exigido urn aterramento por razoes combinadas de protecao e funcionais, as prescricoes relau "vas as medidas de protecao devem prevalecer. f', 6.2.5.J.l As prescricoes desta subsecao sao deslinadas a garantir uma vida satisfat6ria aos condutores e suas )j:' isolacoes, submetidos aos efeitos terrnicos produzidos pel a circulacao de corrente de valores iguais as capaci­ Condutor PEN fti,dades de conducao de corrente respectivas durante perfodos prolongados em service normal. Outras conside­ 't~:;ra.~6es intervem na determinacao da secao dos condutores, tais como as prescricoes para a protecao contra Nos esquemas TN, quando 0 condutor de protecao liver uma secao maior ou igual a 10 mrrf em cobre Oll WE'choques eletricos (ver Item 5.1 ABNT), a protecao contra efeitos termicos (ver Item 5.2 ABNT), a protecao a 16 mm? em alumfnio, nas instalacoes fixas, as funcoes de condutor de protecao e de condutor neutro poderii6 Ki~\contra sobrecorrentes (ver Item 5.3 ABNT), a queda de tensao (ver Item 6.2.7 ABNT), bern como as tempera­ ser combinadas, desde que a parte da instalacao em referencia nao seja protegida por urn dispositivo a correre ;,fii:turas limites para as terminais de equipamentos aos quais os condutores sejam ligados, diferencial-residual. No entanto, a secao minima de urn condutor PEN pode serde 4 mm", desde que 0 cabo sejado tipoconcen­ 6.2.11.8 Linhas aereas extemas trico e que as conexoes que garantem a continuidade sejam duplicadas em todos os pontos de conexao aoIon­ l go do percurso do condutor periferico. 0 condutor PEN concentrico deve ser utilizado desde 0 transforrnado 2.11:8.1 Nas linhas aereas extemas podem ser usados condutores nus ou providos de cobertura resistente as e limitado a uma instalacao que utilize acessorios adequados, temperies, condutores isolados ou cabos mulliplexados em feixes e montados sobre postes ou estruturas. o condutor PEN deve ser isolado para tensoes elevadas a que possa ser submetido, a fim de evitar fugas de corrente. ,6.~.1 1.8.2 Quando uma linha aerea servir locais que apresentarn riscos de explosao (BE3 - Tabela 16), a ~menta«ao deve ser efetuada por intermedio de uma Iinha enterrada com urn comprimento rnfnimo de 20 m. , NOTA: No interior de quadros e conjuntos de controle 0 condutor PEN nao precisa ser isolado. .2.11.8.3 Os condutores nus devem ser instalados de forma que seu ponto mais baixo observe as seguintes Se a partir de urn ponto qualquer da instalacao, 0 neutro e 0 condutor de protecao forem separados, naosen! turasmfnimas em relacao ao solo: permitido religa-los ap6s esse ponto. No ponto de separacao, devem ser previstos terminais ou barras separa­ a) 5,50 m onde houver trafego de vefculos pesados; das para 0 condutor de protecao e 0 neutro, 0 condutor PEN deve ser ligado ao terminal ou ban-a previslOS b) 4,50 m onde houver trafego de vefculos !eves; para 0 condutor de protecao. c) 3,50 m onde houver passagem exclusiva de pedestres. 4.11.2.7 Condutores de eqiiipotencialidades · ...··_·.;1 Secoes minimas Condutores da ligaciio eqiiipotencial principal Os condutores de eqiiipotencialidade da ligacao eqiiipoteDC!.~ ; principal devem possuir secoes que nao sejam inferiores a metade da se«ao do condutor de protecao de roat?~ 2 secao da instalacao, com urn minimo de 6 mm", No entanto, essas secoes podem ser limitadas a 25 rnm , se.tg .. condutor for de cobre, ou a secao equivalente, se for de outro metaL ::\' .2.11.8.4 Os condutores nus devem ficar fora do alcance de janelas, sacadas, escadas, safdas de incendio, a~os ou locais analogos. Para que esta prescricao seja satisfeita, os condutores devem atender a uma das Ml~6es seguintes: ~ estar a ~ma distancia hori~ontal i~al ou superior a 1,20 m; ) estar acnna do nivel supenor das janelas; .c) estar a uma distancia vertical igual ou superior a 3,50 m acima do piso de sacadas, terraces ou varan­ das; estara uma distancia vertical igual ou superior a 0,50 m abaixo do piso de sacadas, terrac;:os ou varandas. 176 Iristalacoes Eletricas ;~ Tabela 49 (ABNT) Valores de K para Condutores de Protecao Providos de lso1a<;6es Nao Incorporados em Cabos Multipolares ou Condutores de Protecao Nus em Contato com a Cobertura de Cabos 5 Isolacao ou cobertura protetora Material do condutor PVC EPRouXLPE Cobre Alumfnio Aco 143 95 52 176 116 I~~~ •. I."I '(!ilI111~ml" 64 ", ~. Netas: 1) A temperatura inicial considerada e de 30"C. 2) A temperatura final do condutor e considerada igual a 160"C para 0 PVC e a 250"C para 0 EPR e 0 Luminotecnica XLPE. Tabela 50 Val ores de K para Condutores de Prote<;ao que Sejam Veia de Cabos Multipolares I Netas: 1) Material do condutor PVC EPRouXLPE Cobre Aluminio 115 143 194 A temperatura inicial do condutor e considerada igual a 70"C para .2) A temperatura final do condmor e considerada iguaI a 160"C para 5.1 LAMPADAS B LUMINARIAS Isolacao ou cobertura protetora 76 0 0 PVC e a 90"e para 0 EPR e 0 XLPE. PVC e a 250"C para 0 EPR e 0 XLPE. I AsIampadas fornecem a energia luminosa que Ihes e inerente com auxilio das luminarias, que sao os seus t:.sustentaculos, atraves dos quais se obtem melhor rendimento luminoso, melhor protecao contra as intemperi­ ~?es, ligacao a rede, alem do aspecto visual agradavel e estetico, ~.: Basicamente, as lampadas usadas em luminarias pertencem a urn dos dois tipos: . rt:~ ~{ 'ST. - Incandescentes; - Descargas, 5.1.1 Lampadas Incandescentes ~~r Ineandescentes para ilumlnacao geral ~~. .Em locais em que se deseja a luz dirigida, portatil e com flexibilidade de escolha de diversos angulos de ~;abertura de facho lurninoso. ~¥i Aslarnpadas incandescentes comuns podem ser usadas em luminarias com Iampadas do tipo refletoras. ~l~", Emresidencias sao usadas na iluminacao geral de ambientes ou quando se desejam efeitos especiais. ~f Naslojas sao indicadas para destacar as mercadorias ou para iluminacao geral ou suplementar nas maqui­ ~.nas de producao ou em locais com problemas de vibracao (lampadas para service pesado) ou ainda em estufas £~;,:?e secagemOfuripadas infravermelhas). ';'~)f, 9uartzo (hal6genas) um tipo aperfeicoado das lampadas incandescentes, constituidas por urn tuba de quartzo, dentro do qual t~f:;~}tlstem um filamento de tungstenio e partfculas de iodo, fluor e bromo adicionados ao gas normal. Tern como vantagens em relacao as incandescentes comuns: vida mais longa, ausencia de enegrecimento do tubo, alta efici­ iaIununosa,excelente reproducao de cores e dimensoes reduzidas. Como -desvantagens: desprendem intenso ir e saopressurizadas, podendo estilhacar-se inesperadamente, 0 que faz necessaria a sua utilizacao em lumi­ as que tenhamprotccao. Atualmente 0 modelo de lfunpadas quartzo-hal6genas muito utilizado sao as dicr6icas. ,{>.;E Outros tipos de Illmpadas incandescentes Podemos encontrar lampadas incandescentes espalhadas do tipo comptalux, facho media, bulbo prateado " e ainda lampadas do tipo gerrnicidas, lampadas de luz negra e lampadas infravermelhas, cada qual com a aplica<;ao especffica, ~1.2 Lampadas de Descargas :~ .. ~ l( I ~: ' ,~ . ,,,:,1 I: 'i' ~;\i '\i· ,I Fluorescentes S.a~ ~ampadas que, por seu 6timo desempenho, sao mais indicadas para iluminacao ~e interiores, como tonos, lojas, indiistrias, tendo espectros lurninosos indicados para cada aplicacao. E uma lampada que ':1, .n '1 I ii'! il·' '\1,: . ,'; '~'."." ;,,;,' " ''", .',"'::-":"7,'-:'" ._ '.~, ..:." 178 i~ -'~ , .. ~ i,l. : 0.:' ' ... . ~,,: "; -'.. ~-.: -::.;~~ .:.:.:.~~'~\' ~ :.'r: Luminotecnica Instalacoes Eletricas 179 Marca<;a nao permite 0 destaque perfeito das cores; utilizando-se porem a lampada branca fria ou morna, permite uma razoavel visualizacao do espectro de cores. Em residencias podem ser usadas em cozinhas, banheiros, garagens etc. Dentee-asIampadas fluorescentes, a que tern grande aplicacao em escrit6rios, mercados, lojas, por suaalta eficiencia, e a do tipo HO (high output), que e indicada por razoes de economia, pois a sua eficiencia luminosa e muito·elevada. Meio inte no Bulbo Filamento Ganchos Suportes sotao Luz mista Embora sua eficiencia seja inferior a da lampada fluorescente, e porern superior a da incandescente. Em geral e usada quando se deseja melhorar 0 rendimento da iluminacao incandescente, pois nao necessita de nenhum equipamento auxiliar: basta coloca-la no lugar da incandescente, porern e preciso que a tensao da rede seja de 220 volts. Sao utilizadas na iluminacao de interiores, como industrias, galpoes, postos de gasolina, ilurninacaoexter­ na etc. - . Cana as internos EI Haste cen Iral Disco del stor ::"" "Its da haste Flange Vapor de mercuric Sao empregadas em interiores de grandes proporcoes, em vias publicas e areas externas. Por sua vidalonga e alta eficiencia, tern urn born emprego em galpoes de pe-direito alto, onde 0 custo de substituicao de larnpa· das e reatores e elevado. Quando ha necessidade de melhor destaque de cores, devem ser usadas lampadas com feixe corrigido. IsoJamento da base ­ Disco central de cantata -> de exaustao Selda Bico Eletrodos externos SOlda~ Fig. 5.1 A lampada incandescente GE. Vapor de sOdiode alta pressao Sao as lampadasque apresentama melhor eficiencialurninosa; por isso, para 0 mesmonfvelde iluminamente, podemos economizar mais energia do que em qualquer outro tipo de larnpada. Devido as radiacoes de banda quente, estas Iampadas apresentam 0 aspecto de luz branco-dourada, porem permitem a visualizacao de todas as cores, porque reproduzem todo 0 espectro. Sao utilizadas na ilurninacio de' mas; areasextemas, industrias cobertas etc. If' ~5.2.1 fJ'. Bases dasLampadas Base da lampada e 0 elemento de conexao com 0 sistema a que esta aplicado. Sao feitas de alurninio ou ea ~t~latiio e apresentam tres tipos principais. A inicial E significa a base tipo rosca; a inicial B e 0 tipo baioneta '~)rinicial Teo tipo pino. Os numeros escritos adiante das letras significam 0 diametro em mm. 5.2 ILUMINA<,:;Ao INCANDESCENTE I J -.-J Resulta do aquecimento de urn fio, pel a passagem da corrente eletrica, ate a incandescencia, As13rn' padas incandescentes comuns sao compostas de urn bulbo de vidro incolor ou leitoso, uma base de cobre ou outras ligas, e urn conjunto de pecas que contem 0 filamento, que e 0 mais importante. Os filarner­ tos das primeiras lampadas eram de carvao, mas atualmente sao de tungstenio, que tern urn ponte de fu­ sao de aproximadamente 3 400°C. Esta temperatura nao e atingida nem pela lamp ada a I 500 watts (2700°C). Na Fig. 5.1 vemos uma lampada incandescente com seus principais componentes: Marcaciio. Onde se indicam 0 fabricante, a tensao, a potencia, os lumens e os amperes (no caso deilu' .....; ,,' " "~~.".~. '-' ~·--"·ll , minacao publica, a serie). Suportes. Geralmente de fios de molibdenio, tern por finalidade manter 0 filamento na devida posi~ao, Haste central. E a peca interna de vidro, associada a partes metalicas, cuja finalidade e suportar 0 filamento; consta de: flange, tuba de exaustao, cana, suportes, eletrodos e filamentos. Disco defletor. Funciona como defletor de calor, geralmente nas lampadas com mais de 300 watts. ; Cimento. Massaespecial colocada intemamente na borda da base, cuja fmalidadee fixa-la ao bulbodepOls de aquecida. Solda. Liga especial de chumbo e estanho que recobre as extremidades dos eletrodos externos. No interior do bulbo de vidro das lampadas incandescentes usuais e feito 0 vacuo, isto e, retirado todo? oxigenio, para que 0 filamento nao se queime, ja que 0 oxigenio alimenta a combustao. Tarnbem se usasub;: tituir 0 oxigenio no interior da lampada por urn gas inerte (nitrogenio e argonio), As lampadas de vacuo .S~d designadas pelos catalogos norte-americanos como "tipo B" e as de gas, como "tipo C", para liimpadas aC~iS ~~W ~ .~ fI: _'._,5.2.2 Lampadas Quartzo-Ha16genas (Dicr6icas) '; Saolampadas modemas, de dimensoes tao pequenas que cabem em urn cuba de 5 cm de aresta, e tern alto .rendirnento luminoso. Possuem urn filamento especial de 12 volts, precisamente focalizado no refletor dicr6ico :~ultifacetado. Este e urn dos inconvenientes desse tipo de Iampada, que exige urn transforrnador de pequenas fimens6es, de 127 ou 220 volts para 12 volts, normalmente embutido nas luminarias. Saoindicadas para os mesmos locais das lampadas projetoras, com a grande vantagem de oferecerem luz :~ara e branca,com excelente reproducao de cores, ressaltando 0 colorido dos objetos, tornando-os mais ricos, brantes e naturais, o refletor multifacetado e recoberto por uma pelfcula constitufda por urn filtro quimico, 0 que permite a 'llexao da luz visfvel e a transmissao, para a retaguarda da lampada, de mais de 50% da radiacao infraverme­ , resultando, assim, num facho de luz mais frio, mesmo sendo uma lampada hal6gena. De qualquer modo, ,:cornendavelouso de luminarias com protetores, caso a lampada dicr6ica fique pr6xima dos olhos do usu­ o. NaFig.5.2, temos (a) a constituicao da lampada, (b) as caracterfsticas do refletor dicroico e (c) a curva de exao tipica de urn espelho dicr6ico. Grac;:as a sua agradavel temperatura de cor, combina bern com outras lampadas hal6genas ou fluorescentes, ~udanc;:a do equilfbrio e tonalidade de cor do ambiente. Alem das vantagens citadas, essa Iampadaemite urn facho de luz cerca de 60% mais frio que 0 das lampa­ efletoras convencionais de mesmo fluxo luminoso e mesma abertura de facho, 0 que a toma indicada para sensfveis ao calor. ~mo as Iampadas dicr6icas possuem 0. rendimento Iurnfnico em lumens por watt muito mais alto que 0 ~ampadas refletoras comuns, e possfvel despender menos watts de potencia para 0 mesmo nfvel de amento, 0 que resulta em 50 ou 60% de economia de energia, alern do dobro da vida util, -180 Instalacoes Eletricas PRECISE MR-16 HIGH PERFORMANCEI WAITS LAMPADA 1(a) Q20MRI6NNSP Q20MRI6INSP Q20MRI61FL Q35MRI6INSP Q35MRI 6/SP Q35MRI61FL Q42MRI6NNSP ,Q42MRI6INFL Q50MR16INSP Q50MR 16INFL Q50MR 16INFLII Q50MRI61FL1 I Q50MRI61FL Q50MRI6iWFL Q75MRI6INSP Q75MR16INFL Q75MRI6IFL Uimpada hal6gena com bulbo de quartzo 2 - Espelho dicr6ico 3 - Base bipino para conexao eletrica segura. 100 me" (EZX) (ESX) (BAB) (FRB) (FRA) (FMW) (EZY) (EYS) (EXT) (EXZ) (EXK) (ENL) (EXN) (FNV) (EYF) (EYJ) (EYe) _ 'b 80 20 20 20 35 35 35 42 42 50 50 50 50 50 50 75 75 75 (c) i Q20MRI6INSP/CG Q20MRI61FL1CG Q35MRI6INSP/CG Q35MRI6ISP/CG Q35MR 161FL1CG Q50MRI6INSP/CG Q50MR 16INFLlCG Q50MRI6INFLllICG Q50MRI61FL1CG Q50MRI61WFL1CG Q75MRI6INSP/CG Q75MRI6INFLlCG 'Q75MRI6IFL1CG 40 a: f 20 o Luzvisivel TEMPERATURA DECOR (horas) CK) 3000 4000 4000 4000 4000 4000 3000 3000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4'000 4000 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' CANDELAS NO CENTRO DOFACHO ABERTURA MEDIA DO FACHO' (graus) 8200 3350 525 7900 3800 1050 13100 2100 10200 2900 2400 2325 1725 1075 12300 4600 2100 7" 13' 40' 12' 20' 40' 9' 27' 14' 27' 32' 32' 40' 55' 14' 25' 42' b~ ;'~,1 ~ J~ ~I , ! PRECISE MR-16 COVER GLASS I '" 60 (b) VIDA MEDIA NOMINAL 400 I 600 Luz vis;vel 800 II 1000 1200 1400 nm Infravermelho I ---+- Comprimentode onda (ESXlCG) (BAB/CG) (FRB/CG) (FRAlCG) (FMW/CG) (EXT/CG) (EXZlCG) (EXKlCG) (EXN/CG) (FNV/CG) (EYF/CG) (EYJ/CG) (EYClCG) 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 3050' 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 20 20 35 35 35 50 50 50 50 50 75 75 75 13' 40' 12' 20' 40' 14' 27' 32' 40' 55' 14' 25' 42' :;I J", i :! ':I,i Fig. 5.2 Lampada dicr6ica, Philips. , 1:1 PRECISE MR-11' 5.2.3 Caracteristicas das Lampadas Dicroicas (GE) Na Fig. 5.3, temos as varias opcoes na escolha da lampada dicr6ica para as diversas finalidades do ambien­ te a iluminar (lojas comerciais, galerias de arte, residencias etc.). A lampada PRECISE MR-16 possui prole­ ~ao de uma lente de vidro contra radiacao ultravioleta C. ' ' Q20MRIIINSP I!Q20MRIlISP Q20MRi IINFL Q35MRllINSP ,Q35MRl1ISP Q35MRllINFL - (FTB) (FIe) (FTD) (FTE) (FTF) (FTH) 3000 3000 3000 3000 3000 3000 20 20 20 35 35 35 Lampada fluorescente euma lfunpada que utiliza a descarga eletrica atraves de urn gas para produzir ener­ gia luminosa. Consiste em urn bulbo cilindrico de vidro, tendo em suas extremidades eletrodos metalicos de tungstenio (catodos), por onde circula corrente eletrica, Em seu interior existe vapor de merciirio ou argonio a baixa pres­ sao, e as paredes intemas do tuba sao pintadas com materiais fluorescentes, conhecidos por cristais de f6sfolO (phosphor) (Fig. 5.4). 2950' 2950' 2950' 2950' 2950' 2950' 3900 1550 600 5850 2750 1300 ~odas as PRECISE MR.16 possuem base GX-5.3 e maximo comprimento total de 44,5 mm. 'Aodas asPRECISE MR-Il possuem base GZ4 e maximo comprimento total de 35,0 mm. . ebenura dofacho edelimitada pelos pontes nos quais a intensidadeluminosa e 50% da Intensidadeluminosado centro do facho. II' 19' 30' 11' 20' 30' ,i Pintura ~Ull//;;i . I:: .! l.. ; :ii ~ .: r: • ,iI ~ f1uorescente (phosphor) _ iq t,' Fig. 5.3 Caracterfsticasdas lampadas dicroicas. Gentilezada GE do Brasil SfA. 5.3 ILUMINA<;;AO FLUORESCENTE ': ~. 'ii ; I It ", ~~ Elelron - 5.3.1 Equipamento Auxiliar Para funcionamento da lampada, sao indispensaveis dois equipamentos auxiliares: starter e reator.. '~, Z starter urn dispositivo usado na partida que emprega 0 princfpio do bimetal, isto dois m;talS~;§ forma de lamina com coeficientes de dilatacao diferentes. A lamina birnetalica constitui 0 contato move1'j\lli:' o e ----­ ji e, t~r­ Fig. 5.4 Lampada fluorescente, .]: .~ '! -:;:;-1/·"'\;' 182 . ,~~-,;. ..::,::.~~.>_ict'·_:··:·_·,-. _~·~·;L~.~_,.,~: ~ .' ._ ~ ~ .•-; b.,".. ;j:' ~.;. n,,;.:; Luminotecnica Instalacoes Eletricas Condensador Condensador Enrolamenlos de cobre isolados comep6xi 183 Chapas de ferro-silfcio coladas e soldadas Fig.S.S venda outro contato que e fixo. Na Fig. 5.5 vernos 0 esquema do starter. As Iampadas de descarga usam na partida ignitores (ver Fig. 5.9). Como parte integrante do starter, temos urn condensador ligado em paralelo com 0 interruptor; sua funcso e evitar interferencia em aparelhos de radio. o reator e uma bob ina com micleo de ferro ligada em serie e tern dupla funcao: produzir a sobretensaoe limitar a corrente [Fig. 5.6(a)]. Consideremos 0 esquema da Fig. 5.6, no qual vemos as pecas ja descritas da maneira como sao ligadas. Fechando-se 0 interruptor, a corrente segue 0 circuito assinalado pelas setas, Os filamentos da liimpada sao aquecidos e inicia-se a descarga glow entre os contatos do starter. Esta des­ carga aquece os elementos bimetalicos, e assim os contatos se fecham; pouco depois de fechados os contatos cessa a descarga, 0 que provoca rapido esfriamento. Assim, 0 elemento bimetalico faz os contatos abrirem novamente, e esta abertura faz gerar uma "sobretensao" entre as extremidades do reator. Esta "sobretensae" faz romper 0 arco, e 0 circuito fecha-se atraves do interior da lampada, e nao mais pelo starter. Os eletrons, deslocando-se de urn filamento a outro, esbarram, em seu trajeto, com os atomos do vapor de mercuric (Fig. 5.7). Estes choques provocam liberacao de energia luminosa nao-visfvel (frequencias muito elevadas), tipo ··t·. radiacao ultravioleta. Esta radiacao se transmite em todas as direcoes e, em contato com a pintura f]uorescente dotubo, produz radiacao luminosa visivel. Este tipo de iluminacao e urn dos de maior rendimento, pois uma liimpada branca de 40 W, por exemplo, emite 2 900 lumens, 0 que da 0 seguinte rendimento: 2 900 lumens = 73 lumens/wall 40 walls Coniparando-a com a incandescente de 200 walls, podemos ver Starter - IJ Lamina bimelalica 1 Condensador =-r .,.o;~ 0 seguinte rendimento: ~ntiio uma liirnpada fluorescente de 40 walls, produzindo aproximadamente 0 mesmo i1uminamento que urna mcandescente de 200 walls, tern rendimento cinco vezes maior. NaFig. 5.7, as setas indicam 0 caminho do circuito depois que se inicia a descarga pelo interior da lampa­ da, ~;- '-i~ materials anticorrosivos 2 980 lumens--~' 14,9 lumens/wall 200 walls Uimpada ~J tostanzacao e Fig. S.6 (a) Reator da marca Philips (seccionado). 5.3.2 Funcionamento "\ "­ Carcalta.trat~d~ interna e externamerite com" ,-- - ­ Reator 1 1 1_- _ Fig.S.6 Fig.S.7 ~' 184 Instalacocs Elcrricas Lurninotecnica Como a resistencia oposla ao deslocamento dos eletrons e muito pequena, a tendencia da corrente (em amperes) e se elevar muito, porern 0 reator age como elernento limitador da amperagem, pois nada mais eque uma impedancia. _ Assim, 0 reator representa uma pequena perda de energia (carga), medida em watts. Como exernplo, cita, se a perda de urn reator para Iampada fluorescente de 40 W, T-12: 185 :I~ 5.3.4Diagramas de Ligacao de Lampadas de Descarga (Fig. 5.9) ~liIlil1ll~I'~ "l!!~'~Wj!l, - para reator de alto fator de potencia: 11 watts - para reator de baixo fator de potencia: 8,5 watts Nos calculos de circuitos de muitas Iampadas fluorescentes, deve-se levar em conta esta perda. 5.3.3 Diagramas de Ligacao de Lampadas Fluorescentes (Fig. 5.8) ~1 ~~i .~ ~ ~ if B c > ~ ,l~L 0.. .~ s 8 Partida instantanea 1 x40 W oj Partida instantanea 2x40W ~ oj ~ .g o -a ~ 'g 0.. S ., -a ~ o ,oj g" ~ ., -a oj Partida com starter 2x40W ~ oj 2x40W o S = starter 00­ on "" ~ ! I ! .: ~ : > ~, °co S2 '0, 19] 2x40W i rr: w~. i 1 x40W 'I . Fig. 5.8 Diagramasde ligacoesde lampadasfluorescenles com equipamenlo auxiliar, Ii 'r::'" . - -~7~~'l7~'" .'\.. - "'~>;'" : ,~-~..·",;.i,_ ~;.;:.~. , f.:,,"_,· .. ·.d.~':l· " ..', .~ ~~~" . ::r 186 Lurninotecnica Instalacocs Eletricas 187 Basicamente, consta de urn bulbo de vidro duro (tipo borossilicato ou nonex) que encerra em seu interior 5.3.5 Ldmpadas PL urn mbode arco, onde se produzira 0 efeito luminoso. 0 bulbo externo destina-se a suportar os choques termi­ e e apresentado normalmente nos tipos: BT (Bulged tubular) e R (refletor). o tuoo de arco atualmente e fabric ado em quartzo, material mais apropriado para resistir as elevadas tem­ E uma Iarnpada fluorescente compacta, possui starter incorporado a sua base, 0 que a permite substituir lampadas incandescentes sem qualquer tipo de acessorio, Existem PL com varies tipos de tonalidades de luz. Possui uma durabilidade em torno de 10 vezes mais que as incandescentes, alern de ser ate 80% mais econornica. E ideal para instalacoes residenciais e comerciais. Sao produzidas na faixa de 5 a 25 W. A Fig. 5.10 mostra 0 aspecto de uma PL e apresenta algumas potencias e suas equivalencias com as Himpadas incandescentes. cOS peraturas e pressoes, alern de melhorar 0 rendimento luminoso (Fig. 5.12). Sela prensada Tubo de arco Tuba fluorescente Suparte do tuba de arco ....... Base ..I I PL PL Incandescentes 127 V 9W 25 W llW 40W I3W 60W Incandescentes 220 V 40W 60W 75W 20W 75W lOOW 25W 100W ! ;~~~~a~a Defletar de calor Resistar de partida 125 W Fig. 5.10 LarnpadaPL. 5.3.6 Lampadas Fluorescentes Circline® i ,J....... Base ~, i,~- .. Sao fluorescentes circulares, empregadas em aplicacoes dornesticas, como em cozinhas e banheiros, onde se deseja ilurninacao uniforme e com born nivel. Elas sao originalmente projetadas para circuitos de partida rapida, mas operam tambern em circuitos convencionais (preheat), ou seja, com starter. Em Compo NOm. esta indicado 0 diametro nom. externo do circulo e, em Diam. Nom., a secao transversal do tubo. Fig. 5.12 Lampada de vapor de mercuric,General Electric. 5.4.1 Equipamento Auxiliar Reator . Do rnesmo modo que a lampada fluorescente, a Iampada a vapor de mercuric exige urn reator (ou autotransformador) cujas finalidades sao fornecer a tensao necessaria na partida e lirnitar a corrente normal de ~peracrao, pois e sabido que, quando 0 vapor de merciirio eionizado, comporta-se como urna resistencia nega­ tiva, Hareatores para uso em circuito-serie (com transformador de corrente constante) e circuito multiple, que ~ mais difundido. Estes reatores tambem podem ser do tipo autotransformador. '~" Resistor de partida ~" Fig. 5.11 Lampadaf1uorescente. ~ uma resistencia eletrica de alto valor (cerca de 40 quiloohms) cujas finalidades sao lirnitar, na fase de [aTlIda, a corrente do arco inicial e criar urn carninho de alta impedancia para 0 arco principal. Esta resistencia azparteintegrante da lampada. 5.4 ILUMINAv.AO A VAPOR DE MERCURIO .4.2 Funcionamento A Iampada a vapor de merciirio tambern utiliza 0 princfpio da descarga eletrica atraves de gases, de fo[1llll semelhante a luz fluorescente. Embora so modernamente 0 seu emprego seja difundido, sua criacao remonta os princfpios do seculo (1901), gracas as experiencias de Peter Coopper Hewitt (General Electric). Comoa lampada fluorescente, a lampada de vapor de mercuno possui, dentro do tuba de arco, mercuric e quena quantidade de argonio que, depois de vaporizados, comunicam ao ambiente interno alta pressao (de­ asde atmosferas). A vaporizacao do mercuric processa-se da seguinte maneira: ~" 188 Luminotecnica Instalacoes Eletricas Resistor de partida 5.4.4 Caracteristicas dis Lampadas VM Eletrodo auxillar ~j§J Tubo de arco 189 i:~~~~: Tipos e aplicafoes Elelrodos principals Fig. 5.13 Esquema de ligacao de uma Iampada VM. fechado 0 contato do interruptor I, uma tensao suficiente para a partida e aplicada entre 0 eletrodo prin. cipal e 0 eletrodo auxiliar, formando-se urn aree-eletneo. Este arco ioniza 0 argonio e vaporiza 0 mercu rio quase que instantaneamente (Fig. 5.13). Comoja foi dito, quanto ao bulbo, podemos ter lampadas tipo BT (Bulged tubular) e R (refletor). Aspotencias com que normalmente sao fabric ad as sao: 100, 175,250,400,700 e I 000 watts. Quanto a cor da luz emitida, as lampadas VM podem ser c1aras ou de cor corrigida. A cor clara deve ser usada para aplicacoes em que nao haja necessidade de distinguir detalhes, como em iluminacao de mas, pos­ lOS de gasolina etc.; seu aspecto e azul-esverdeado. Para aplicacoes industriais e comerciais, ha necessidade de corrigir a cor; entao, usam-se Iampadas de cor corrigida, em que 0 bulbo externo e recoberto com pintura fluorescente (phosphor). ~ 5.5 OUTROS TIPOS DE ILUMINA<;Ao o vapor de mercuric formado possibilita 0 aparecimento de urn arco entre os eletrodos principais, eo im­ 5.5.1 Iluminacao a Vapor de Sodio de Alta Pressao pacto dos eletrons do arco com os atomos de mercuric Iibera energia luminosa. Note-se que na lampada fluorescente, pelo fato de 0 vapor de mercuric estar em baixa pressao, a energia . AsHimpadasa vapor de sodio de alta pressao sao adequadas para aplicacao em ambientes internos e externos. radiante liberada esta na gama ultravioleta, havendo necessidade da pintura fluorescente do tuba (phosphor), J 0 tubo de descarga e de oxide de alumfnio encapsulado por urn bulbo de vidro, recoberto internamente por para transforma-la em luz visfvel. Ha tambem lampadas a vapor de merciirio "corrigidas", isto e, 0 tuba etam­ uma camada de po difusor. bern pintado com tinta fluorescente, para correcao do feixe de luz emitido por a~ao da descarga, 0 que repre­ ,.;.: Adescarga em alta pressao de sodio possibilita a obtencao de uma alta eficiencia luminosa e uma boa apa­ senta urn requinte. ';/'rencia de cor branco-dourada. Essa lampada possui vida longa, baixa depreciacao do fluxo luminoso e opera­ Depois de iniciada a descarga entre os eletrodos principais, praticamente deixa de existir a descarga entre .'iaoestavel. o eletrodo principal e 0 auxiliar, em virtude da grande resistencia oposta pelo resistor de partida. Entre osele­ A geometria e as caracteristicas eletricas dessa larnpada possibilitam sua utilizacao nos mesmos sistemas trodos principais passa a existir "resistencia negativa", e a sua corrente e cerca de I 000 vezes maior que ado . icosdesignados para Himpadas a vapor de mercuric. eletrodo auxiliar. 0 calor desenvolvido pela descarga principal faz vaporizar 0 restante do mercuric que ainda estiver no estado Ifquido. -f I i .5.2 Iluminacao a Vapor MetaIico 5.4.3 Partida da Lampada a Vapor de Mercurio Embora a partida seja instantanea, isto e, nao ha necessidade de starter, a lampada VM so entra em regime. aproximadamente 8 minutos apos Iigada a chave. Isto pode ser constatado pelo grafico correspondente a uma lampada VM de 400 watts, da General Electric. Note-se que a tensao e a potencia vao aumentando ate atingirem os valores nominais (127 volts e 400 watts), enquanto a corrente, que e maior na partida, decresce ate 0 valor nominal (aproximadamente 3,2 A) (Fig. 5.14). .", a. E Tensao f---- LarnpadaVM !!l a de 400 W -0: > 6 120 5 100 4 80 3 60 2 40 20 o I I "' ~ o - -- n~ larnpada £l ~ 600 / / 500 Potencia na laropaoa 79 400 ...-- I I " - Corrente na liimpada 300 /- 7' r-, A 200 ~ 100 I---'"""" o o 4 6 8 Tempo (rninutos) Fig. 5.14 Caracterfsticas de partida. 10 .iil iii iii II ,Ii ii.'1 Ii . :1 1\\ :i[!! ,i,iI I"")I:'! I] .5;3 Iluminacao a Luz Mista I-- / Aslampadas a vapor metalico de alta pressao sao adequadas para a aplicacao em areas internas e externas. ram segundo os mesmos princfpios de todas as Iampadas de descarga, sendo a radiacao proporcionada por etode indio, talio e sodio em adicao ao mercririo, A proporcao dos compostos no tube de descarga resulta em reproducao de cores de muito boa qualidade. Essaslampadas possuem alta eficiencia, alto indice de reproducao de cor, baixa depreciacao, vida longa e confiabilidade. Alampada a vapor metalico possui uma distribuicao espectral especialmente projetada para a obtencao de excelente sinal as camaras de televisionamento em cores. 12 Aslampadas de luz mista sao adequadas para aplicacao em ambientes internos e externos, nao necessitan­ deeqUipamentos auxiliares para 0 seu funcionamento. Combinam a alta eficiencia das lampadas a vapor de curioCom as favoraveis propriedades de cor das fontes de luz com filamento de tungstenio. Aliirnpada composta de urn tuba de descarga a vapor de merciirio, conectado em serie com urn filamento de io, ambos encapsulados por urn bulbo ovoide recoberto internamente com uma camada de fosfato de ovanadato. 0 filamento atua como fonte de luz de cor quente e como Iimitador de corrente em lugar do reator. Aslampadas de luz mista podem ser alojadas em luminarias proprias para as incandescentes e, portanto, o meio ideal de modernizar instalacoes existentes. Gra,as a vida longa das lampadas de luz mista, os custos de manutencao podem ser reduzidos, com vanta­ adicional da obtencao de uma maior eficiencia luminosa em relacao as Iampadas incandescentes. e , COMPARA<;Ao ENTRE OS DIVERSOS TIPOS DE UMPADAS !abela (a) mostra as diversas aplicacoes em que cada tipo de Himpada melhor se ajusta. Os locais estao didosem interno (area residencial, comercial e industrial) e externo (areas comuns, vias publicas, estaci­ enlOs, jardins, fachadas, monumentos e areas para esporte). Tabela (b) mostra a vida iitil em horas e 0 rendimento em lumen por watt das diversas lampadas. I Ll~. . 'i I, " " ,,~:; <:,. ',,',r· '.., ,.­ .'~', '-,',' ." . :'1-. 190 Luminotecnica Insralacoes Eletricas 191 -Tabe1a (a) 5.t Lampadas Incandescentes 1 Aplicacao j Interne Faixa Potencia Pas. Util. Residen. Comercial Comuns - usa geral 15-100W Unlv. x Comuns - decorativa 15-60W Univ. x Comuns - dirfgida 40-100W Univ. x Comuns - especifica 60-200W' Univ. x Haldgenas uso geral 300-2000W Vniv. Hal6genas decorativa 15-60W Vniv. x Hal6genas - dirigida 20-150W Univ. x Ha16genas - especifica Dicr6icas 40-250W 50W Univ. Univ. Extemo Industrial Areas Comuns dial Vias PubJieas Estacion. Jardins Fachada Area Manum. Espcrte : cteristicas de Opera~ao dimento das liimpadas de uma lampada deve ser feita em funcao da vida e do rendimento. Na Fig. 5.15, vemos urn mparativo com os diversos tipos de lampadas. - Vida util em horas - ~ Incandescente (1 000 a 6000) r== - Mista (6000 a 8000) 1 x x x x x x x x e> I '·e· 1 ; x x x x x x Fluorescente (7500 a12000) I I e:. x Sodio (12000 a 16000) Multivapor (10000 a 20000) Mercurio (12000 a 24000) I Sodio, Rendimenlo em lumens/wall x t=- incandescente (10 a 20) c, Ldmpadas de descarga t=- Misla (17 a 25) Aplic3lj:30 Intemo Mercurio (44 a 63) 1====:::1•••• t=======••~=======-•••• Extemo Fluorescente (43 a 84) - - Faixa Pas. Residen. Potdncia Util. Comercial 15-110W Vniv. x 5-23W Univ. x So-IOOOW Univ. 400-2000 W Restr. Luzmista 125-500W Restr. Vapor de s6dio 70-1000 W Univ. Fluorescente PL Vapor de mercar!o Vapor metallco Industrial Areas Vias Comuns PLiblicas Fachada Estaeion. Jardins Area Sodlo (75 a 105) Manum. Bspone x x x x x x x x x x x x Fig. 5.15 Diagrama x x x x das lampadas. 1m E 100 400 100 350 ;:- ~ 1~ 300 '0 .Q) E m ~O 250 -o .;;; 1~ 200 Em 110 150 -c E m co f 100 100 ~ ~ •• _,';;l;:..; iitil e rendimento '" 0c. E :> '" c - m mE -o :> \ vida retensoes resultam: alto rendimento, alto iluminamento, porern vida curta. tensoes resultam: baixo rendimento, baixo iluminamento, porern vida mais longa. nte curva da uma ideia do que foi dito (Fig. 5.16). ~~ . da risticas de operaciies com sobretensiies e subtensiies s ;,~ comparativo Sodio, alta pressao (68 a140) x 'iii c .. .. Mullivapor (69 a 115) 1=======•••••••• " '1 --J alta pressao (24000) x Q) ~ m 0­ 450 00 50 00 0 m 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 Percentagem dos volts nominaiS Fig. 5.16 CaracteriSlicas de operacoes com sobretensoes e subtensoes. '" '" '" ~m E m 0­ 192 Instal.,6es Eietricas 10 ) , '" :~ -r--. r--. r--r-- :s J!! ~ 8. Luminotecnica -- I-- - r-- a. ou Ilfu~'.~~! i~,. IA 71 == I, f == Irequencia em ciclos/s; ·c == velocidade da luz (300 000 km/s ou 3 X 10 8 rn/s); A == comprimento de onda/m. ~ ~1~' " ]~~lWI" as raios c6smicos sao as radiacoes eletromagneticas de maior frequencia ate agora conhecidas, da ordem de 3 X 1025 ciclos por segundo, ou seja, comprimento de onda igual a: , 40 f f onde: 60 00 == A x C c: .g ~ .~ o comprimento de onda vezes a frequencia e igual a velocidade da luz que e constante e igual a: 00 s 193 it! ~f"l 3xl~ • A == - - - ~ 10- 17 m ou 10- 7 A 3 X 1025 Para a corrente altern ada que usamos em nossas residencias.j" == 60 cIs, entao 0 comprimento de onda sera: 20 o 20 40 60 80 100 120 140 160 Percenlagem da vida media 3 X 108 107 A == - - == ou 5 000 Ian 6 x 10 2 Para uma estacao de radio em f.rn, de 98,8 MHz, 0 comprimento de onda sera: leo Fig. 5.17 A == Manutenfiio dos lumens Como efacil de imaginar, no infcio da vida das lampadas, elas apresentam 0 maximo efeito de iluminamento (lumens) que aos poucos vai declinando, de acordo com evaporacoes e sublimacoes efetuadas pelo filamenrc. Na Fig. 5.17 vemos uma curva tfpica de dirninuicao dos lumens por efeito do uso. 5.7 GRANDEZAS E FUNDAMENTOS DA LUMINOTECNICA :1 8 3 X 10 == 3 03 m 98,8 x 106 ' ! 5.7.2 Cor A cor da luz e determinada pelo comprimento de onda. __ A luz violeta e a de menor comprimento de onda visfvel do espectro, situada em 3 800 a 4 500 A. A luz vermelha ea de maior comprirnento de onda visfvel, entre 6 400 a 7 600 A. As demais cores se situam conforme a curva da Fig. 5.18, onde se ve que 0 amarelo e a cor que da a maior sensibilidade visual as 550 A. 5.7.3 Intensidade Luminosa - 5.7.1 Luz Edefinida como a intensidade luminosa, na direcao perpendicular, de uma superffcie plana de area igual a 1/600 000 metros quadrados, de urn corpo negro a temperatura de solidificacao da platina, e sob a pressao de 101325 newtons por metro quadrado. Amplitude !~i. f Para que possamos fazer os calculos luminotecnicos, devemos tomar conhecimento das grandezas lunda. mentais, baseadas nas definicoes apresentadas pela ABNT (vocabulario de termos de iluminacao e NBR-54IJ) e nas fontes citadas na bibliografia. E 0 aspecto da energia radiante que urn observador humano constata pela sensacao visual, determinado pelo estfrnulo da retina ocular. A faixa das radiacoes eletromagneticas capazes de serem percebidas pelo olho humane se situa entrees comprimentos de onda 3 800 a 7 600 angstroms. o angstrom, cujo simbolo e A, eo comprimento de onda unitario e igual a dez rnilionesimos do milimelIO. o comprimento de onda A e a distancia entre duas cristas sucessivas de uma onda, considerado no grafico espayO x amplitude. 1-'11' i,! " JI ·:11 I I Candela (cd) !i 'ii .ii ',:1 Fluxo Luminoso - LUmen (1m) · Fluxo luminoso emitido no interior de urn angulo s61ido de 1 esferorradiano por uma fonte puntiforme de . lntensidade invariavel e igual a 1 candela, em todas as direcoes. _ _ · SUPOnhamos, na Fig. 5.19, uma esfera de I metro de raio, no centro da qual colocamos uma fonte com Intensidade de 1 candela, em todas as direcoes, 0 angulo s61ido que subentende uma area de 1 m2 e urn esferorradiano. 0 fIuxo emitido no interior deste angulo s6lido e 0 lumen. Area de esfera == 4'IT R2 == 12,56 R2 '.Como em cada m' da superffcie desta esfera temos A=10'" m =10" .7.5 Iluminancia - f \ l \ _Esp.go 0 fIuxo de 1 lumen, 0 fIuxo total recebido sera 12,56 lumens. nm (nanometrosl lux (Ix) lluminancia,anteriormente chamada de iluruinamento, de uma superffcie plana, de area igual a I m 2 que ebe, na direcao perpendicular, urn fIuxo luminoso igual a I lumen, uniformemente distribufdo, ea densida­ superficial de fIuxo luminoso recebido. Assim, lux = lumen m' ..; "", ,~-:-:. "r·:;';', = Sx E l) onde: c: comprimento do local; l: largura do local; h",: altura de montagem da luminaria (distancia da fonte de.luz ao plano de trabalho). 5.9.4 Deterrninacao do Coeficiente de Utilizacao De posse do Indice do local, estamos em condicoes de achar 0 coeficiente de utilizacao, Este coeficiente relaciona 0 fluxo luminoso inicial emitido pela luminaria (fluxo total) e 0 fluxo recebido no plano de trabalhe (fluxo iitil); por isso, depende das dimensoes do local, da cor do teto, das paredes e do acabamento das lumi­ narias. Para encontrar 0 coeficiente de utilizacao, precisamos entrar na tabela com a refletancia dos tetos, paredes e pisos. A refletancia e dada pela tabela a seguir: e uxd n = 'P onde: If! = fluxo luminoso total, em lumens; = area do recinto, em metros quadrados; S E = nivel de iluminamento, em luxes (Tabela 5.1); ou iluminancia (Tabela 5.1(a)); II = fator de utilizacao ou coeficiente de utilizacao (Tabela 5.2); d = fator de depreciacao ou de manutencao (Tabela 5.2); n = mimero de luminarias; = fluxo rp por luminarias, em lumens. Tabela 5,2 Coeficientes de Utilizacao A 0...... "i: :1." INDICE REFLExAO SIGNIFICADO I 10% Superffcie escura 3 30% Superffcie media 5 50% Superffcie clara 7 70% Superffcie branca B HDK 472 ZDK 472 .., \ J: ...,;::.;. Exemplo de aplicacao da tabela: A refletancia 571 significa que: • 0 teto tern superffcie clara; • a parede e branca; • 0 piso e escuro. SDK 472 r:I ZDK 472 - SON 400W iNDlCE {NOICE DO LOCAL K Il() LOCAL K Observacao: A tabela para determinacao do coeficiente de utilizacao depende do fabricante, do tipo e das caracterfsticas inerentes a cada Iuminaria. 5.9.5 Determinacao do Fator de Depreciacao Este fator, tarnbem chamado fator de rnanutencao, relaciona tencao da Iuminaria e 0 fluxo luminoso inicial da mesma. HDK 472 r:I ZDK 472 _ HPL-N 250W 0 fluxo emitido no fim do perfodo de manu­ 0,60 0,80 1.00 1,25 1<0 REFLETANCIAS 751 731 711 551 53l 511 331 311 000 0,47 0,54 0,59 0,64 0,67 0,43 0,50 0,55 0,60 0,64 0,40 0,47 0,53 0,58 0,61 0,46 0,53 0,58 0,63 0,66 0,42 0,49 0,55 0,60 0,63 0,40 0,47 0,52 0,57 0,61 0,42 0,49 0,54 0,59 0,62 0,40 0,46 0,52 0,57 0,60 0,38 0,45 0,51 0,56 0,59 0,71 0,74 0,75 0,77 0,78 0,69 0,72 0,74 0,76 0,77 0,67 0,70 0,72 0,74 0,76 0,70 0,72 0,74 0,76 0,76 0,68 0,71 0,73 0,74 0,75 0,66 0,69 0,71 0,73 0,75 0,67 0,70 0,72 0,73 0,74 0,66 0,69 0,71 0,72 0,74 0,64 0,67 0,69 0,71 0,72 REFLETANCIAS 751 731 711 551 531 511 331 311 000 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,39 0,46 0,51 0,56 0,59 0,35 0,42 0,47 0,52 0,56 0,32 0,39 0,45 0,50 0,53 0,39 0,45 0,50 0,55 0,58 0,35 0,42 0,47 0,52 0,55 0,32 0,39 0,44 0,49 0,53 0,35 0,41 0,47 0,51 0,54 0,32 0,39 0,44 0,49 0,52 0,31 0,38 0,43 0,48 0,51 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,63 0,65 0,67 0,69 0,70 0,61 0,63 0,65 0,67 0,68 0,59 0,62 0,64 0,66 0,67 0,62 0,64 0,66 0,67 0,68 0,60 0,62 0,64 0,66 0,67 0,58 0,61 0,63 0,65 0,66 0,59 0,62 0,63 0,65 0,66 0,57 0,60 0,62 0,64 .0,65 0,56 0,59 0,61 0,63 0,64 .oo I Lurninotecnica Instalacoes Eletricas 201 'ii Tabela 5.2 (cont.) Coeficientes de Utilizacao Tabela 5.2 (cont.) Coeficientes de Utilizacao c H G o 1!~~I~ll:~'J' ",1l 11:'\iI:1' 'lI1 --'(9 SDK 472 d ZDK 473 - SON 150WTS iND1CE DO LOCAL K HDK 475 d ZDK 475 - HPL·N 250W RER.ET ANC1AS 751 731 711 551 531 511 331 311 000 0,80 1,00 1,25 1,50 0,52 0,58 0,62 0,66 0,69 0,48 0,54 0,59 0,63 0,66 0,45 0,51 0,56 0,61 0,64 0,51 0,57 0,61 0,65 0.68 0,48 0,53 0,58 0,62 0,65 0,45 0,51 0,56 0,60 0,63 0,47 0,53 0,58 0,62 0,65 0,45 0,51 0,56 0,60 0,63 0,44 0,50 0,54 0,59 0,62 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,73 0,76 0,77 0,79 0,80 0,71 0,74 0,76 0,78 0,79 0,69 0,72 0,74 0,77 0,78 0,72 0,74 0,76 0,77 0,78 0,70 0,73 0,75 0,77 0,78 0,68 0,71 0,74 0,76 0,77 0,69 0,72 0,74 0,75 0,76 0,68 0,71 0,73 0,75 0,76 0,66 0,69 0,71 0,73 0,74 -0,60 fNDlCE DO LOCAL K FCS029 - 2 PL' REFLEfANCIAS 751 731 711 551 531 511 331 311 000 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,34 0,42 0,48 0,54 0,58 0,29 0,36 0,43 0,48 0,53 0,25 0,32 0,38 0,44 0,49 0,34 0,41 0,47 0,52 0,56 0,28 0,36 0,42 0,48 0,52 0,25 0,32 0,38 0,44 0,49 0,28 0,35 0,41 0,47 0,51 0,25 0,32 0,38 0,44 0,48 0,23 0,30 0,36 0,42 0,46 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,63 0,67 0,70 0,72 0,74 0,59 0,64 0,66 0,70 0,72 0,56 0,61 0,64 0,68 0,70 0,62 0,65 0,68 0,71 0,72 0,58 0,62 0,65 0,69 0,71 0,55 0,60 0,63 0,67 0,69 0,57 0,61 0,64 0,67 0,69 0,55 0,59 0,62 0,66 0,68 0,53 0,57 0,60 0,64 0,66 nw iNDlCE DO LOCAL K RER.ETANC1AS 751 731 711 551 511 331 311 000 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,30 0,36 0,41 0,45 0,48 0,26 0,32 0,37 0,41 0,44 0,23 0,29 0,33 0,38 0,42 0,29 0,35 0,40 0,44 0,47 0,26 0,31 0,36 0,40 0,44 0,23 0,29 0,33 0,38 0,41 0,25 0,31 0,36 0,40 0,43 0,23 0,28 0,33 0,37 0,4\ 0,22 0,27 0,32 0,36 0,39 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,31 0,38 0,44 0,50 0,54 0,24 0,31 0,37 0,43 0,47 0,19 0,26 0,31 0,37 0,42 2,00 0,52 0,55 0,57 0,59 0,60 0,49 0,52 0,55 0,57 0,59 0,47 0,50 0,53 0,55 0,57 0,5\ 0,54 0,55 0,58 0,59 0,48 0,51 0,54 0,56 0,57 0,46 0,50 0,52 0,55 0,56 0,48 0,51 0,53 0,55 0,56 0,46 0,49 0,51 0,54 0,55 0,44 0,48 0,50 0,52 0,54 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,61 0.65 0,68 0,72 0,75 0,54 0,59 0,63 0,68 0,71 0,49 0,54 0,58 0,64 0,68 531 511 331 311 000 0,28 0,35 0,40 0,45 0,49 0,22 0,28 0,34 0,39 0,43 0,18 0,20 0,24 ·.0,26 0,29 0,30 0,34 0,35 0,38 0,39 0,16 0,22 0,26 0,31 0,35 0,13 0,17 0,21 0,26 0,29 0,55 0,59 0,62 0,66 0,68 0,50 0,54 0,58 0,62 0,65 0,45 0,50 0,54 0,59 0,62 0,41 0,46 0,49 0,54 0,57 0,35 0,39 0,42 0,46 0,49 - 2,50 3,00 4,00 5,00 . r--- I I 531 K E " TMS 500 -I TL 20W - RER.ETANC1AS 751 731 711 551 iND1CE DO LOCAL H~ Ttu1~ 0,45 0,49 0,52 0,57 0,60 f J l;/"l11 :i'\ "I,; ri!1 ji,j. ;; '::!' fNDlCE DO LOCAL K REFLEfANClAS 751 731 711 551 531 511 331 311 000 iNDlCE DO LOCAL ~ REFLEfANC1AS 751 731 711 551 lNOICE 531 511 331 , .' -~ :>J;. 0,33 0,41 0,47 0,52 0,56 0,28 0,36 0,42 0,48 0,52 0,24 0,32 0,38 0,44 0,48 0,28 0,35 0,41 0,47 0,51 0,24 0,31 0,37 0,43 0,48 0,23 0,30 0,36 0,42 0,46 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,27 0,33 0,37 0,41 0,45 0,33 0,28 0,33 0,37 0,41 0,20 0,25 0,30 0,34 0,38 0,26 0,32 0,36 0,40 0,43 0,22 0,28 0,32 0,37 0,40 0,19 0,25 0,29 0,34 0,37 0,22 0,27 0,32 0,36 0,39. 0,19 0,24 0,29 0,33 0,37 0,18 0,23 0,27 0,32. 0,35 0,60 0,64 0,67 0,73 0,71 0,75 0,73 0,56 0,61 0,64 0,68 0,71 0,62 0,66 0,69 0,72 0,74 0,59 0,63 0,66 0,69 0,72 0,56 0,60 0,63 0,67 0,70 0,58 0,62 0,65 0,68 0,70 0,55 0,59 0.63 0,66 0,69 0,53 0,57 0,61 0,64 0,67 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,49 0,52 0,54 0,56 0,58 0,46 0,49 0,51 0,54 0,56 0,43 0,47 0,49 0,52 0,54 0,48 0,50 0,52 0,55 0,56 0,45 0,48 0,50 0,53 0,55 0,42 0,46 0,48 0,51 0,53 0,44 0,47 0,49 0,52 0,53 0,42 0,45 0,47 0,50 0,52 0,40 0,43 0,46 0,48 0,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,64 I 0,68 0,70 531 511 331 311 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,33 0,40 0,46 0,52 0,57 0,26 0,33 0,39 0,45 0,50 0,21 0,27 0,33 0,39 0,44 0,30 0,37 0,42 0,47 0,52 0,24 0,30 0,36 0,41 0,46 0,19 0,25 0,31 0,36 0,41 0,22 0,28 0,33 0,38 0,42 0,18 0,23 0,28 0,33 0,38 0,14 0,19 0,23 0,28 0,31 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,64 0,68 0,71 0,76 0,79 0,57 0,62 0,66 0,71 0,75 0,52 0,57 0,62 0,67 0,71 0,58 0,62 0,65 0,69 0,72 0,52 0,57 0,61 0,66 0,69 0,48 0,53 0,57 0,62 0,66 0,48 0,52 0,56 0,50 0,63 0,44 0,49 0,52 0.57 0,61 0,37 0,42 0,45 0,49 0,52 LOcAL 0,24 0,32 0,38 0,44 0,49 0,34 0,42 0,48 0,54 0,58 RER.ETANClAS 751 731 711 551 DO 311 000 0,28 0,36 0,42 0,48 0,53 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 TMS 500 d RN 500 - 1 TLD 16W TMS500 - 2 TLD 32W TCS 029-D - 2 TLD 16W HDK 475 dZDK 475 - SON 400W .' ~. K 000 . . REFLETANCIAS 751 731. 711 551 531 511 331 311 000 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,34 0,41 0,48 0,54 0,58 0,27 0,35 0,41 0,47 0,52 0,22 0,29 0,35 0,42 0,47 0,32 0,40 0,46 0,52 0.56 0,26 0,34 0,40 0,46 0,51 0,22 0,29 0,35 0,41 0,46 0,26 0,33 0,39 0,45 0,50 0,22 0,29 0,35 0,41 0,46 0,20 0,27 0,33 0,39 0,43 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,65 0,70 0,73 0,77 0,80 0,60 0,65 0,69 0,74 0,77 0,55 0,61 0,65 0,70 0,74 0,63 0,67 0,70 0,75 0,77 0,58 0,63 0,67 0,72 0,75 0,54 0,60 0,64 0,69 0,72 0,57 0,62 0,66 0,70 0,73 0,53 0,59 0,63 0,68 0,71 0,51 0,57 0,60 0,66 0,69 iND1CE DO LOCAL K i , :' I: iii, _:;w...._. . ~-·:r;.'!:f·."·: :;.;:':'-: . '~.~:~~~.~., ""1f' -,-." • J"' • ~.:-:_ .~ _ ... -. -; " .-;,~;,:,t.'...; ~.~:~ .~j. - ; . ~-!·:.;-h::-}1.;-.·~~ .. ~.~~;,~;_,.;: _ ._._., .' 203 Luminolccnica 202 InstalacocsElctricas Tabela 5.2 (cont.) Coeficientes de Utilizacao Tabela 5.2 (cont.) Coeficientes de Utilizacao K TMS SOD TMS RA SOD RA :'>00 iNDlCE DO LOCAL REFLETANC1AS 751 731 711 551 531 511 331 311 iNDlCE DO LOCAL 000 REFLETANCIAS 751 731 711 551 531 511 331 iNDlCE DO LOCAL 311 000 K K TCW 502 - 2 TL 40W TMS 500 d RN 500 - 2 TL 65W TMS 500- 2 TLD 16W TMS 500 d RA 500 - 1 TLD 32W o TMS 500 sao REFLETP.NCIAS 751 731 711 551 511 531 331 iNDICE DO LOCAL 311 000 I 0,44 0,52 0,59 0,64 0,69 0,38 0,46 0,53 0,59 0,64 0,34 0,42 0,49 0,55 0,60 0,43 0,51 0,57 0,63 0,67 0,38 0,46 0,52 0,58 0,63 0,34 0,42 0,49 0,55 0,59 0,38 0,45 0,52 0,58 0,62 0,34 0,42 0,48 0,54 0,59 0,33 0,40 0,46 0,52 0,57 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,31 0,39 0,44 0,50 0,54 0,25 0,32 0,38 0,44 0,48 0,21 0,27 0,33 0,39 0,43 0,27 0,33 0,38 0,43 0,47 0,22 0,28 0,33 0,38 0,42 0,18 0,24 0,29 0,34 0,38 0.19 0,24 0,29 0,33 0,36 0,16 0,21 0,25 0,30 0,33 0,12 0,15 0,19 0,22 0,25 2,00 2,50 3.00 4,00 5.00 0,75 0,79 0,81 0,84 0,86 0,71 0,75 0.78 0,82 0,84 0,67 0,72 0,76 0,80 0,82 0,73 0,77 0,79 0,82 0,84 0,70 0,74 0,77 0,80 0,82 0,67 0,71 0,75 0,79 0,81 0,69 0,73 0,76 0,79 0,81 0,66 0,71 0,74 0,78 0,80 0,64 0,69 0,72 0,75 0,77 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00- 0,60 0,64 0,67 0,71 0,73 0,55 0,60 0,63 0,67 0,70 0,50 0,55 0,59 0,64 0,67 0,52 0,56 0,58 0,62 0,64 0,48 0,52 0,55 0,59 0,61 0,44 0,49 0,52 0,56 0,59 0,41 0,45 0,47 0,51 0,53 0,38 0,42 0,45 0,49 0,51 0,29 0,32 ~ 0,34 0,37 0,39 .. ' I 531 511 331 311 000 K K 0.60 0,80 1,00 1,25 1,50 REFLETANCIAS 751 731 711 551 0.60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,29 0,36 0,41 0,45 0,49 0,25 0,31 0,36 0,41 0,44 0,21 0,27 0,32 0,37 0,41 0.29 0,35 0,40 0,44 0,47 0.24 0,30 0,35 0,40 0,44 0,21 0,27 0,32 0,37 0,41 0,24 0,30 0,35 0,39 0,43 0,21 0,27 0,32 0,37 0,40 0,20 0,25 0,30 0,35 0,39 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,23 0,29 0,33 0,37 0,40 0,19 0,24 0,28 0,32 0,36 0,15 0,20 0,24 0,28 0,32 0,22 0,27 0,31 0,35 0,38 0,18 0,33 0,27 0,31 0,34 0.15 0,19 0,23 0,28 0,31 0,17 0,22 0,26 0,30 0,33 0,14 0,19 0,23 0,27 0,30 0,13 0,17 0,26 0,24 0,27 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,54 0,57 0,59 0,62 0,63 0,50 0,54 0,54 0,59 0,61 0,47 0,51 0,54 0,57 0,60 0,52 0,55 0,58 0,60 0,62 0,49 0,53 0,55 0,58 0,60 0,47 0,50 0,53 0,57 0,59 0,48 0,52 0,54 0,57 0,59 0,46 0,50 0,53 0,56 0,58 0,44 0,48 0,51 0,54 0,56 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,45 0,48 0,51 0,53 0,55 0,41 0,45 0,47 0,51 0,53 0,37 0,41 0,44 0,48 0,51 0,43 0,46 0,48 0,51 0,53 0,39 0,43 0,45 0,49 0,51 0,36 0,40 0,43 0,46. 0,49 0,38 0,41 0,43 0,46 0,49 0,35 0,39 0,41 0,45 0,47 0,32 0,36 0,38 0,42 0,44 p TMS 500 TMS 500 M N TCW~02 ." RA 500 ".•, ".:"<"'-"""''.''-\--'''',-,.;, ~""" .. '.- ~- .....~-:;.~~~_.._'-/~ ,.~"-.:.: ". ".' 00" -. "":". . .. . T~JJ ... iNDlCE DO LOCAL REFLETANCIAS 751 731 711 551 531 511 331 311 000 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,31 0,38 0,44 0,49 0,53 0,25 0,32 0,37 0,43 0,47 0,20 0,27 0,32 0,38 0,43 0,27 0,33 0,38 0,42 0,46 0,22 0,28 0,33 0,37 0,41 0,18 0,24 0,29 0,34 0,37 0,19 0,24 0,28 0,32 0,35 0,16 0,21 0,25 0,29 0,32 0,11 0,15 0,18 0,22 0,34 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,59 0,63 0,66 0,69 0,72 0,54 0,58 0,62 0,66 0,69 0,50 0,54 0,58 0,63 0,66 0,51 0,55 0,57 0,60 0,62 0,47 0,51 0,54 0,58 0,60 0,44 0,48 0,51 0,55 0,58 0,40 0,44 0,46 0,50 0,52 0,38 0,41 0,44 0,48 0,50 0,28 0,31 0,34 0,36 0,38 K I iNDlCE REFLETANCIAS 751 731 711 551 531 511 331 311 000 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,32 0,39 0,44 0,49 0,53 0,26 0,33 0,39 0,44 0,48 0,23 0,29 0,35 0,41 0,45 0,31 0,38 0,43 0,48 0,51 0,26 0,33 0,38 0,44 0,48 0,23 0,29 0,35 0,40 0,44 0,26 0,32 0,38 0,43 0,47 0,22 0,29 0,34 0,40 0,44 0,21 0,27 0,33 0,38 0,42 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,58 0,62 0,64 0,67 0,69 0,54 0,58 0,61 0,65 0,67 0,51 0,56 0,59 0,63 0,65 0,57 0,60 0,63 0,65 0,67 0,54 0,57 0,60 0,63 0,65 0,51 0,55 0,58 0,62 0,64 0,53 0,56 0,59 0,62 0,64 0,50 0,54 0,57 0,61 0,63 0,48 0,52 0,55 0,59 0,61 iNDICE DO LOCAL TCIl 751- 4 TL 40W TCB751- 2 TL 40W TMS 500 d RN 500 - 2 TLD 16W TMS 500 - 2 TLD 32W ~~ K ~O I 751REFLETANCIAS 731 711 55\ iNDlCE REFLETP.NCIAS -~ 531 511 331 311 000 OCAL K DO LOCAL K 751 731 711 551 531 511 331 311 000 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,27 0,33 0,37 0,42 0,46 0,21 0,27 0,32 0,37 0,41 0,17 0,23 0,28 0,32 0,36 0,26 0,31 0,36 0,40 0,44 0,21 0,26 0,31 0,35 0,39 0,17 0,22 0,27 0,32 0,35 0,20 0,25 0,30 0,34 0,38 0,17 0,22 0,26 0,31 0,35 0,15 0,20 0,24 0,29 0,32 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 0,24 0,29 0,33 0,37 0,40 0,19 0,24 0,29 0,33 0,36 0,16 0,21 0,25 0,30 0,33 0,23 0,28 0,32 0,36 0,39 0,19 0,24 0,28 0,32 0,35 0,16 0,21 0,25 0,29 0,32 0,18 0,23 0,27 0,31 0,34 0,16 0,29 0,24 0,28 0,32 0,14 0,19 0,23 0,27 0,30 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,51 0,55 0,57 0,60 .0,62 0,46 0,56 0,53 0,57 0,60 0,43 0,47 0,50 0,54 0,57 0,49 0,52 0,55 0,58 0,60 0,45 0,49 0,51 0,55 0,58 0,41 0,46 0,49 0,53 0,55 0,43 0,47 0,50 0,53 0,56 0,40 0,44 0,47 0,51 0,54 0,38 0,42 0,44 0,48 0,51 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,45 0,48 0,50 0,52 0,54 0,41 0,45 0,47 0,50 0,52 0,38 0,42 0,44 0,48 0,50 0,43 0,46 0,48 0,50 0,52 0,40 0,43 0,46 0,48 0,50 0,37 0,41 0,43 0,47 0,49 0,39 0,42 0,44 0,47 0,49 0,37 0,40 0,42 0,45 0,47 0,34 0,38 0,40 0,43 0,45 204 Instalacoes Eletricas Luminotecnica Conhecido 0 mimero total de luminarias, resta-nos distribuf-lasuniformemente no recinto. 0 espayarnento maximo entre as luminarias esta estudado na Fig. 5.25. 205 :i '" "'. '" Como dados praticos, toma-se a distancia entre luminarias, 0 dobro da distancia entre a luminaria e a pare. de. Para pe-direito normal (3 m) e sistema indireto, a distancia entre as lurninariasdeve ser aproximadamente a da altura de montagem acima do piso. E ~ ~jlill1....1~1~1'1'1' '1)]11 'I'ln - iill '" o 5.9,7 Deterrninacao da Refletancia Aproximada de Superficies (GE Essenciais para Calculo de Iluminacao) '" Dados N ~1' '" "" 1,40 2,80 42,0 ( , ( Fig. 5.20 Disposicao dos aparelhos: 14 carreiras. B) Etapas para Determina~ao da Relletancla A) Condi~6es para leitura do Fotometro 30cm a Fotornetro alastada 7,5 em da superficie e com a celula voltada Verificacao do espacamento entre Iurninarias: Pela Fig. 5.25, para iluminacao direta, 0 espacamento maximo entre as luminaries sen! 0,9 da distancia da lumi­ naria ao piso, ou seja: 0,9 x 3,60 = 3,24 m l' Etapa - leitura feita com a papel branco Papel branco fasea encostado superficie II fosco. Exempta: 100 lux. 2' Etapa • leitura leita retiranda-sea papel branco tosco, Exemplo: 40 lux. 3' Etapa • determina~aa da refletancia da superflcie. I' para a parede [> g~~ 1"o~ x 0,75 = e (Cortesia da GE do Brasil SfA.) Exemplo2 Desejamos iluminar eletricamente uma oficina de 10.50 X 42 metros, pe-direito 4,60 m. A oficina destina-se 11 inspecao de aparelhos de TV, operacao esta realizada em mesas de 1,0 m. Desejamos usar lampadas fluorescentes -em luminaries industriais, com 4 lampadas de 32 watts - 120 volts cada. 1.°) Iluminancia: I 000 lux (requisitos especiais). 2.") Luminaria escolhida: industrial, com 41ampadas de 32 watts (lMS 500 clRA 500 - Tabela 5.2). 3.") Indice do local: 3 OBS.: Admitindo a montagem das luminarias a 2,80 m acima das mesas, temos que pendura-las a 0,8 m do tero. 4.") Refletancia: 711 (teto branco e paredes e pisos escuros) 5.°) Coeficiente de utilizacao: 0,76 6.") Falor de depreciacao: 0,70 cf> 10.50 x 42 x I 000 = 829 000 lumens 0,70 x 0,76 Usando Iampadas trimline T8: rp = 4 X 2 950 = II 800 lumens por luminaria n = 829 000 11 800 Ver a disposicao dos aparelhos na Fig. 5.20. = 70 luminarias ,:' "1 5.10 METODO DAS CAVIDADES ZONAIS 0,30 au 30% NOTA: a refletancia apraximadade urn . papel branca fasca de 75%. . !I 'I il .,. Este metodo decalculodeiluminacao deinteriores se baseiana "teoriade transferencia de fluxo"e s6 sejustifica 0J! quando aplicado a instalacoes de altopadraotecnico, em que e exigidamaiorprecisaode calculos. Esta teoriaesta­ ~ft belece que, se uma superffcie A emiteou refleteurnfluxo de modocompletamente difuso, partedestefluxo e rece­ ~;;; bida porurnasuperffcie B. A percentagem do fluxo totalemitidopor A que e reeebidopor B e chamadaJatar de ~f~rma de B em relaciio aA. Urnrecintoa ilurninare constitufdo por paredes,teto e chao,que atuamcomosuperff­ j;i% cies refletoras do fluxo emitidopela fonteluminesa;estassuperficies recebem 0 nome de cavidades zonais. ~~L .Pelo metododos lumens, vimos, no Item 5.9.6, que, se desejarmos 0 nfvel de iluminancia media inicial, ou ~;ilseJa, considerando 0 coeficiente de rnanutencao unitario, teremos: I E=4>xu II 1,1 1:1 1'1 ;'1 II I! " ii! 'I (I) S If-{~t":· A iluminancia mantida e obtida ao lange do funcionamentonormal da instalacaoe por meio da expressao: E = 4> X u X FPL S ~ \! (2) 'j :; iluminamentoem lux; fluxo total em lumens; '= coeficientede utilizacao; '= fator de perdas de luz (metodo das cavidades zonais); = areado recinto em metros quadrados. E '= ep '= Pelo metodo das cavidades zonais, vamos determinar 0 coeficiente de utilizacao e 0 fator de perdas de luz fonna'mais precisa, reduzindo ao minima as aproximacoes de calculo muitas vezes grosseiras. Neste me­ osao consideradas tres cavidades: - cavidade do teto CT; - cavidade do recinto CR; - cavidade do chao Cc. . --;-- :-.~_. . ,,",.--.'<; :.•,..,~!.~ 206 .~~,· .. '<:,~,:·.s:'::._i, Instalacoes Eletricas ',:: -_,i~~i.,.'~-:;"i ~~"'-.- .. ;l!;.~::~:,S;~,.~: Luminotecnica Estas cavidades estao apresentadas na Fig. 5.21. :.":." ... 207 De'posse dessas formulas, pode-se organizar a Tabela 5.3, que fornece a "razao de cavidade" (Re) em fun­ laodas dimensoes do recinto e da cavidade considerada. Refietiincia eficaz na cavidade Planodas lumlnanas hR Cavidade do recinto ATabela 5.4 fornece meios para se converter a combinacao da refletancia da parede e teto ou da parede e chao para a simples refletancia eficaz da cavidade do teto Pcr ou refletancia eficaz da cavidade do chao Pee. . Os valores fornecidos na tabela sao os valores iniciais, pois serao adicionados coeficientes que compensa­ rao a diminui~ao da refletancia em relacao ao tempo, devido ao aciimulo da sujeira. Quandoa luminariae montada diretamente no teto (tipo plafonier), a cavidade do teto e nula, ou seja, RCT = O. Nesse caso, a refletancia po de ser usada como Pet. Coeficiente de utilizaciio da lumituiria Plano de -------:----- he ~ trabalho :---.--- ---- Cavidade do chiio' . Fig. 5.21 Metoda das cavidades zonais. De forma semelhante, para a determinacao do fndice do local no metodo dos lumens relacionam-se asdi­ mensoes das cavidades as do recinto, resultando a "razao da cavidade", expressa da seguinte forma: RCR = 5 h R (C + L) CxL onde: ./ ,lifira~iio na obtencao da refletancia eficaz da cavidade. ~~;~'" ~t ~~/ ~t~f Para a cavidade do teto, a expressao sera: RCT = 5 hr (C + L) CxL onde: h r = altura da cavidade do teto em metros. Para a cavidade do chao, temos: RCC = 5 he (C + L) CxL onde: .. ... ~ ~. he Se = altura da cavidade do chao 0 em metros. recinto tiver forma irregular, as expressoes anteriores passarao a ser: RC = 2,5 'j, ~i~lrado. ¥"%' No metodo das cavidades zonais, as obstrucoes nas cavidades do teto ou do chao sao levadas em conside­ RCR = razao de cavidade do recinto; hR = altura da cavidade do recinto em metros; C = comprimento do recinto em metros; L = largura do recinto em metros. .l,.. . , o coeficiente de utilizacao representa a quantidade de luz que e absorvida ate chegar ao plano de trabalho. Cada luminaria tera urn coeficiente de utilizacao especffico; a Tabela 5.5, extraida do IES Lighting Handbook, fomece exemplos para alguns tipos de luminarias, Nos projetos devem ser utilizados dados fornecidos pelos fabricantes. ATabela 5.5 foi elaborada para aplicacao do metodo das cavidades zonais, considerando-se uma refletan­ cia eficaz da cavidade do chao de 20%, ou seja, Pee = 20%. Se forem usados outros valores para PeG> 0 coefi­ ciente de utilizacao devera ser corrigido de acordo com a Tabela 5.6, porern, na pratica, a correcao e quase desprezfvel. '. NaTabela 5.5 vemos a curva de distribuicao dos lumens de cada luminaria e tambem 0 espacarnento ma­ ximo entre as luminarias em relacao a altura de montagem sobre 0 plano de trabalho. 1<," Nometoda dos lumens, obtern-se resultados satisfat6rios quando 0 ambiente esta livre de obstaculos, como ~.'.;' m6veis, cortinas etc., que causam absorcao do fIuxo luminoso. Consideram-se aceitaveis as instalacoes quan­ '~t\ doa relacao entre os iluminamentos maximos e rnfnirnos nao difere mais do que-15% do valor medic encon­ x (altura da cavidade) x (perfmetro da cavidade) area da cavidade-base aplicavel a cavidade do teto, do recinto e do chao. Fatorde perdas de luz (FPL) . Como vimos na f6rmula (2), ha urn fator pelo qual e multiplicado 0 fluxo das lurninarias e que agrupa as jlitd1versas perdas que ocorrem durante 0 funcionamento da instalacao, Estas perdas sao computadas como fato­ I~s parciais, e 0 produto desses fatores fomece 0 FPL. Estes fatores parciais considerados no metoda das ca­ f!i;Vldades zonais sao os seguintes: Wf'. W1i: I) temperatura ambiente (TA) - a temperatura pode afetar 0 fIuxo luminoso de algumas luminarias, em especial as luminarias fluorescentes. Para tennos certeza de que a temperatura nao afetara a eficiencia da lurninaria, e preciso que se conhecam os dados do fabric ante quanta as temperaturas extremas de utiliza~ao. As lampedas incandescentes ou de descarga de alta intensidade sao pouco influenciadas pela temperatura, por isso, pode-se considerar 0 fator igual a I; 2) voltagem de service (VS) - a tensao eletrica aplicada ao reator deve estar de acordo com os dados forneci­ dos pelo fabricante, caso contrario podera haver diminuicao no fIuxo da lurninaria, alern de outros pro­ blemas. Para as lampadas incandescentes, pode-se dizer que a variacao de 1% na tensao representa 3% na variacao do fluxo; para as fluorescentes, 2,5% de variacao da tensao do prirnario do reator represen­ tam I % de variacao no fluxo; 3)[ator do reator (FR) - 0 reator a ser especificado para a luminaria deve estar de acordo com os dados do fabricante, que baseia as curvas fotometricas segundo 0 conjunto reator-lampada-luminaria. Caso Contrano, podera haver dirninuicao de fluxo de safda; 4)Jator de depreciaciio da superficie da lumindria (FSL) - as lurninarias, durante a sua vida iitil, sofrem modifica~oes na pintura das superficies refletoras, reduzindo 0 fluxo luminoso. Vidro, porcelana ou li­ gas de a1umfnio tern 0 fator de depreciacao de superffcie desprezfvel ao longo do tempo, pois uma sim­ S pIeslimpeza podera restabelecer a capacidade refletora perdida. Estes fatores sao de avaliacao diffcil; )Jatarde depreciaciio devido sujeira (FDS) - 0 aciimulo de sujeira nas superficies do recinto reduz 0 flu)(o refletido e, em consequencia, reduz 0 iluminamento. ­ a N o 00 S' Tabela 5.3 Metodo das Cavidades Zonais - ~ Razoes de Cavidade -«v 0' ~ Altura da cavidade Dimensoes do recinto tE Largura Comprimento 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 5,0 6,0 7,0 1,2 2,5 2,2 2,0 1,7 1,6 1,5 3,1 2,8 2,5 2,2 2,0 1,9 3,7 3,4 3,0 2,6 2,4 2,3 4,4 3,9 3,4 3,1 2,8 2,6 5,0 4,5 3,9 3,5 3,2 3,0 6,2 5,6 4,9 4,4 4,0 3,7 7,5 6,7 5,9 5,2 4,7 4,5 8,8 10,0 11,2 12,5 7,9 9,0 10,1 11,3 12,4 6,9 7,8 8,8 9,7 10,7 11,7 6,1 7,0 7,9 8,8 9,6 10,5 12,2 5,5 6,3 7,1 7,9 8,7 9,5 11,0 5,3 5,9 6,5 7,4 8,1 8,8 10,3 11,8 8 10 12 14 8 9 10 11 12 14 16 20 25 30 - - - ­ - - - - 8 10 14 20 30 40 1,0 0,9 0,8 0,7 1,9 1,7 1,5 1,3 1,2 1,1 10 14 20 30 40 60 1,0 0,9 0,7 0,7 0,6 0,6 1,5 1,3 1,1 1,0 0,9 0,9 2,0 1,7 1,5 1,3 1,2 1,2 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,5 3,0 2,6 2,3 2,0 1,9 1,7 3,5 3,0 2,6 2,3 2,2 2,0 4;0 3,4 3,0 2,7 2,5 2,3 5,0 4,3 3,7 3,3 3,1 2,9 6,0 5,1 4,5 4,0 3,7 3,5 7,0 6,0 5,3 4,7 4,4 4,1 8,0 6,9 6,0 5,3 5,0 4,7 9,0 10,0 11,0 12,0 7,8 8,6 9,5 10,4 12,0 6,8 7,5 8,3 9,0 10,5 12,0 6,0 6,6 7,3 8,0 9,4 10,6 5,6 6,2 6,9 7,5 8,7 10,0 12,5 5,3 5,9 6,5 7,1 8,2 9,4 11,7 12 16 24 36 50 70 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 1,2 1,1 0,9 0,8 0,8 0,7 1,7 1,5 1,2 1,1 1,0 1,0 2,1 1,8 1,6 1,4 1,3 1,2 2,5 2,2 1,9 1,7 1,5 1,5 2,9 2,5 2,2 1,9 1,8 1,7 3,3 2,9 2,5 2,2 2,1 2,0 4,2 3,6 3,1 2,8 2,6 2,4 5,0 4,4 3,7 3,3 3,1 2,9 5,8 5,1 4,4 3,9 3,6 3,4 6,7 5,8 5,0 4,4 4,1 3,9 7,5 6,5 5,6 5,0 4,6 4,4 8,4 7,2 6,2 5,5 5,1 4,9 9,2 10,0 11,7 8,0 8,7 10,2 11,6 6,9 7,5 8,7 10,0 12,5 6,0 6,6 7,8 8,8 11,0 5,6 6,2 7,2 8,2 10,2 5,4 5,8 6,8 7,8 9,7 12,2 14 20 30 42 60 90 0,7 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 1,1 0,9 0,8 0,7 0,7 0,6 1,4 1,2 1,8 1,5 1,3 1,2 1,1 1,0 2,1 1,8 1,6 1,4 1,3 1,2 2,5 2,1 1,8 1,7 1,5 1,4 2,9 2,4 2,1 1,9 1,8 1,6 3,6 3,0 2,6 2,4 2,2 2,0 4,3 3,6 3,1 2,9 2,6 2,5 5,0 4,2 3,7 3,3 3,1 2,9 5,7 4,9 4,2 3,8 3,5 3,3 6,4 5,5 4,7 4,3 3,9 3,7 7,1 6,1 5,2 4,7 4,4 4,1 7,8 6,7 5,8 5,2 4,8 4,5 I, I I,D 1,0 0,9 0,8 8,5 7,3 6,3 5,7 5,2 5,0 - it ~ ­ ­ ­ - ­ - ­ ­ ­ - - ­ ­ - - ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ 10,0 11,4 ­ 8,6 9,8 12,3 ­ 7,3 8,4 10,5 ­ 6,7 7,6 9,5 11,9 ­ ­ 6,1 7,0 8,8 10,9 5,8 6,6 8,3 10,3 12,4 I ,{ Tabela 5.3 (cont.) Metodo das Cavidades Zonais - Razoes de Cavidade Altura da cavidade Dimensoes do recinto Largura Comprimento 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 5,0 6,0 8 9 10 11 12 14 16 17 25 35 50 80 120 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,3 0,9 0,7 0,7 0,6 0,5 0,5 1,1 1,0 0,9 0,8 0,1 0,7 I.5 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 1,8 1,5 1,3 1,2 1,1 1,0 2,1 1,7 1,5 1,4 1,2 1,2 2,3 2,0 1,7 1,6 1,4 1,3 2,9 2,5 2,2 2,0 1,8 1,7 3,5 14,1 3,0 '3,5 2,6 3,1 2,4 2,8 2,1 2,5 2,0 2,3 4,7 4,0 3,5 3,1 2,9 2,7 5,3 4,5 3,9 3,5 3,3 3,0 5,9 5,0 4,4 3,9 3,6 3,4 6,5 5,5 4,8 4,3 4,0 3,7 7,0 6,0 5,2 4,5 4,3 4,0 8,/2 7,0 61 5,1 4,7 5~ 9,4 11,7 ­ ­ 8,0 10,0 12,5 7,0 8,7 10,9 ­ 6,2 7,7 9,7 11,6 5,8 7,2 9,0 10,9 5,4 6,7 8,4 10,1 20 30 45 60 90 150 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 0,3 0,7 0,6 0,5 0,5 0,5 0,4 1,0 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 1,2 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7 1,5 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 1,7 1,5 1,3 1,2 1,1 1,0 2,0 1,7 1,4 1,3 1,2 1,1 2,5 2,1 1,8 1,7 1,5 1,4 3,0 2,5 2,2 2.0 1,8 1,7 3,5 2,9 2,5 2,3 2,1 2,0 4,0 3,3 2,9 2,7 2,4 2,3 4,5 3,7 3,3 3,0 2,7 2,6 5,0 4,1 3,6 3,4 3,0 2,9 5,5 4,5 4,0 3,7 3,3 3,2 6,0 4,9 4,3 4,0 3,6 3,4 7,0 5,8 5,1 4,7 4,2 4,0 8,0 10,0 12,5 ­ 6,6 8,2 10,3 12,4 5,8 7,2 9,1 10,9 5,4 6,7 8,4 10,1 4,8 6,0 7,5 9,0 4,6 5,7 7,2 8,6 24 32 50 70 100 100 0,4 0,4 0,3 0,3 0,3 0,2 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,6 1,2 1,1 0,9 0,8 0,8 0,7 1,5 1,3 1,1 1,0 0,9 0,8 1,7 1,5 1,2 2,1 1,8 1,5 1,4 1,3 1,2 2,5 2,2 1,8 1,7 1,6 1,4 2,9 2,6 2,2 2,0 1,8 1,7 3,3 2,9 2,5 2,2 2,1 1,9 3,7 3,3 2,8 2,5 2,4 2,1 4,1 3,6 3,1 2,8 2,6 2,4 4,5 4,0 3,4 3,0 2,9 2,6 5,0 4,3 3,7 3,3 3,1 2,8 5,8 5,1 4,4 3,8 3,7 3,3 6,7 5,8 5,0 4,4 4,2 3,8 8,2 7,2 6,2 5,5 5,2 4,7 10,3 12,4 9,0 11,0 7,8 9,4 6,9 8,2 6,5 7,9 5,9 7,1 30 45 60 90 150 200 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,2 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 0,3 0,7 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 I,D 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 1,2 1,0 0,9 0,8 0,7 0,7 1,7 1,4 1,2 1,1 1,0 1,0 2,0 1,7 1,5 1,3 1,2 1,1 2,3 1,9 1,7 1,6 1,4 1,3 2,7 2,2 2,0 1,8 1,6 1,5 3,0 2,5 2,2 2,0 1,8 1,7 3,3 2,7 2,5 2,2 2,0 1,9 3,7 3,0 2,7 2,5 2,2 2,0 4,0 3,3 3,0 2,7 2,4 2,2 4,7 3,8 3,5 3,1 2,8 2,6 5,4 4,4 4,0 3,6 3,2 3,0 6,7 5,5 5,0 4,5 4,0 3,7 8,4 10,0 6,9 8,2 6,2 7,4 5,6 6,7 5,0 5,9 4,7 5,6 17 20 24 30 1,1 1,0 1,0 1,3 1,1 1,0 0,9 0,8 0,8 7,0 I 20 25 30 , r :3 S' :;; f1' Cortesia da IES (Illuminating Engineering Society). 5" N o \0 :;! ; ~:j I -. ------­ . - - - - - - - - --­ ..--=--:.--=_:::...­ ~::..:::::...-::::=._:;:::.::-_=--:-:==:-: -"-"::::-.?:-~-=';-'.- _-:'-=:::.....-....:.~::::.-:-.=-::::=::::.::::: • J ~ :c ~~ ~ ~ &!it ~"f$ Ii­ J N ...... o Tabe1a 5.4 Metoda das Cavidades Zonais Refletancia­ base(%) 90 80 9080706050403020100 9080706050403020100 Refletancia Eficaz (%) da Cavidade do Teto au do Chao 70 60 50 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ReflctAnciada perede(p~) (%) so 40 30 90 80 70 60 20 10 0 RazAode cavidade 0,2 0,4 0,4 0,8 1,0 89 88 87 87 86 88 87 86 85 83 88 86 84 82 80 87 85 82 80 86 84 80 77 77 75 85 83 79 75 85 81 77 73 72 69 84 80 76 71 66 84 79 74 69 64 82 76 73 67 62 i 79 179 78 78 77 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 85 85 84 83 83 82 80 79 78 77 78 75 72 77 73 69 75 71 67 73 69 64 72 67 62 69 65 63 60 56 66 62 59 56 53 63 59 56 53 50 60 57 53 50 47 57 52 50 48 43 76 76 75 75 74 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 82 82 81 81 80 76 70 65 59 75 69 64 58 74 67 62 56 73 66 60 54 72 64 58 52 54 53 51 49 47 50 47 48 45 4642 44 40 42 38 44 41 38 36 34 40 37 35 34 30 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 79 71 63 56 79 70 62 54 78 69 61 53 78696051 77 69 58 51 50 48 47 45 44 45 43 42 40 39 40 38 36 35 33 36 34 32 31 29 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 77 76 76 75 75 43 42 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 28 28 28 27 26 25 24 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 62 61 60 59 59 57 56 55 54 53 50 49 47 46 45 73 61 49 41 34 29 24 20 70 58 45 38 30 27 21 18 68 55 42 35 27 23 18 IS 665238312521.1614 65 51 3629 22 19 15 II 78 77 76 75 74 78 76 75 73 72 77 77 76 76 75 74 73 72 73 71 70 68 71 69 67 65 69 67 65 62 75 74 71 70 66 65 63 61 60 57 72 68 63 57 55 7069686867'6766666564 69 68 67 66 65164 63 62 61 58 69 67 65 64 63 61 59 58 57 54 68 66 64 62 60 58 56 55 53 50 68 65 62 60 58 55 53 52 50 47 605959595857565655531 605959585755545352501 60 58 57 56 55 53 51 51 5046 595756555451484746431 59 57 55 53 51 48 45 44 43 41 73 70 72 68 71 67 70 66 69 64 67 65 63 62 60 64 62 60 58 56 61 59 57 54 52 58 55 53 50 48 55 53 50 47 45 53 50 47 44 41 51 48 44 41 38 67 64 6763 67 62 66 61 66 60 59 58 56 54 52 57 55 53 51 49 54 51 47 46 45 50 48 46 474544 45 43 41 42 40 38 40 38 36 44 41 38 35 33 59 59 59 58 58 56 54 56 53 55 52 55 51 5450 51 49 48 47 46 49 47 45 44 43 46 44 42 40 39 44 41 39 37 35 42 39 37 35 33 38 35 33 31 74 73 73 73 72 68 67 66 65 65 63 61 60 59 58 58 56 55 53 52 54 52 50 48 47 49 47 45 43 42 45 43 41 39 37 42 40 38 36 34 38 36 34 32 30 35 33 31 29 27 66 60 55 51 65 60 54 50 65 59 54 49 65 59 53 48 64 58 52 47 48 46 45 43 42 43 41 40 38 37 38 ·37 35 33 32 36 35 33 30 29 32 30 28 26 24 58 58 58 58 57 53 53 53 53 52 49 48 48 47 46 45 44 43 43 42 42 41 39 38 37 37 36 35 34 32 34 32 31 29 28 31 30 28 27 25 32 28 30 27 28 25 2723 25 22 72 71 71 70 70 65 64 63 62 61 57 51 45" 40 56 49 44 39 544843 38 53 47 41 36 53 46 40 35 35 34 32 31 30 3328 32 27 30 25 28 24 26 22 25 24 23 22 20 64 64 63 63 63 51 50 49 49 48 46 45 44 43 42 40 39 38 37 36 36 35 33 32 31 31 29 28 27 26 i5 22 28 25 23 27 24 22 20 24 21 19 23 20 17 57 57 57 57 57 51 51 50 50 49 45 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 24 23 22 21 20 21 20 19 18 16 69 69 69 68 68 60 60 59 58 58 52 51 50 49 48 45 44 43 42 4I 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 25 24 23 22 21 18 17 15 14 14 6255 47 62 54 46 62 53 45 62 53 45 61 52'44 41 40 39 38 36 35 34 33 32 31 3025 29 24 28 24 27 23 2622 22 21 21 20 19 56 49 42 564942 564941 564841 56 48 40 37 36 35 34 34 16 II 14 08 12 06 11 05 0904 66 64 62 61 59 55 53 50 49 46 44 38 41 35 38 32 36 39 33 27 31 28 25 23 21 27 24 21 19 18 22 19 17 15 14 19 16 14 13 60 58 57 56 55 35 32 29 37 25 28 26 23 21 19 24 22 19 18 '6 J3 lO 05 55 54 53 52 51 31 30 28 26 24 21 20 19 18 18 15 10 1207 II 05 10 04 II 08 03 58 57 56 56 55 51 48 46 45 43 61 60 59 58 56 41 38 35 33 31 19 17 15 14 12 34 32 30 28 27 19 18 17 16 16 16 15 14 13 12 16 13 09 14 II 06 12 09 04 10 08 03 45 43 42 40 39 37 35 33 31 29 50 50 50 50 50 50 49 48 48 48 49 48 47 47 46 48 46 44 42 41 47 45 43 40 38 46 45 42 39 37 46 44 41 38 36 36 33 31 29 50 50 50 50 50 47 47 47 46 46 45 43 45 42 44 41 43 40 43 40 41 39 4038 39 36 38 35 37 34 36 35 33 31 30 35 34 32 30 28 34 29 32 27 30 26 28 25 26 24 29 27 26 24 23 28 26 24 22 20 50 50 50 50 50 46 46 46 46 45 42 42 41 41 40 38 37 37 36 36 36 35 34 33 32 33 31 30 29 28 29 27 26 25 24 27 25 23 22 21 24 23 21 20 19 22 21 20 19 17 31 27 23 302623 29 25 22 29 24 21 28 23 20 22 20 19 19 18 18 17 16 15 \4 5044 50 44 5044 50 44 5044 39 39 39 38 38 35 35 34 34 33 31 30 29 29 28 2723 26 22 25 21 25 21 24 20 20 19 i8 17 17 18 17 16 15 15 16 15 \4 13 12 32 31 30 29 28 27 27 26 25 24 22 22 21 21 20 19 19 18 18 17 17 16 16 15 14 14 13 13 12 II 50 43 37 32 28 24 20 17 14 12 504337322723191613 II 5043 3631 26 22 18 15 13 10 5043 3631 26 22 18 15 1209 50 42 35 30 25 21 17 14 12 09 25 24 22 20 18 21 20 18 16 15 17 15 14 12 11 14 12 II 10 09 11 09 08 07 07 07 05 04 03 02 5042 34 29 23 19 15 13 1006 4941 32 27 21 18 14 II 08 05 49 40 30 25 19 16 12 lO 07 03 48392924181511090703 47 37 27 22 17 14 10 08 06 02 ~O 38 49 48 46 45 44 48 47 45 44 43 44 42 38 36 34 Refletancia Eficaz (%) da Cavidade do Teto au do Chao Tabela 5 4 (cont.) Metoda das Cavidades Zonais Refletjncia­ base (%) 40 30 20 10 RefletAncia da parede (Pw) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 40 40 39 41 40 39 41 40 39 41 40 38 42 40 38 39 39 38 37 37 39 38 37 36 35 38 37 36 35 33 38 35 34 33 32 37 36 33 32 31 36 34 32 31 29 36 34 31 29 27 31 31 32 32 33 31 31 31 31 32 3030 292929282827 30302928282726 25 30 29 28 27 26 26 25 23 30 29 28 26 25 25 23 22 30 29 27 25 24 23 22 20 21 2020 22 21 20 23 21 21 24222\ 25 23 22 202020 20 20 19 20 19 19 20 19 19 20 19 18 19 19 18 18 17 19 18 18 17 16 19 18 17 16 15 17 16 15 14 13 II 12 13 15 16 02 04 05 07 08 1,2 1,6 1,8 2,0 42 42 42 42 42 40 39 39 39 39 38 37 37 36 36 36 35 35 34 34 34 33 32 31 31 32 31 30 29 28 30 29 27 26 25 29 27 25 24 23 27 25 23 22 21 25 23 22 21 19 33 34 34 35 35 32 32 33 33 33 30 30 29 29 29 28 28 27 27 26 27 26 25 25 24 25 24 23 23 22 23 22 22 21 20 22 21 20 19 18 21 19 18 17 16 19 18 17 16 14 25 23 22 262422 26 24 22 27 25 23 28 25 23 20 20 20 20 20 19 18 18 18 18 17 17 17 17 16 17 16 16 15 15 16 15 15 14 13 14 13 13 12 II 12 \2 11 10 09 17 15 14 t3 12 11 to 09 07 06 18 16 14 13 12 11 10 09 07 06 19 17 15 14 12 11 09 08 07 06 \9171514131109080605 19 18 16 14 13 II 09 08 06 05 10 08 1\ 09 12 10 13 11 14 12 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 42 43 43 43 43 39 39 39 39 39 36 35 35 35 35 33 33 32 32 31 30 29 29 28 27 27 27 26 25 24 24 24 23 22 21 22 21 20 19 18 19 18 17 16 16 18 17 15 14 13 36 32 36 32 36 32 37 33 3733 29 29 29 29 29 26 26 25 25 25 24 24 23 23 22 22 22 21 21 20 19 19 18 17 17 17 16 16 15 15 15 14 14 13 12 13 12 12 II 10 28 29 29 30 30 25 26 26 27 27 23 23 23 23 23 20 20 29 20 20 18 18 18 18 17 16 16 16 15 J5 14 12 10 09 14 12 JO 08 14 II 09 08 13 1\ 09 07 13 l,1 09 07 21 19 16 14 13 22 19 17 15 13 2320171513 23 20 18 16 13 24 21 18 16 13 11 09 07 06 05 II 0907 06 05 1109070604 1\ 09 07 05 03 II 09 07 05 03 15 \3 II 09 07 16 13 1\ 09 08 17 14 12 10 08 17 15 13 10 08 18 16 13 II 09 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 43 43 44 44 44 39 39 39 38 38 35 34 34 33 33 31 30 30 29 29 27 26 26 25 25 23 23 22 22 21 20 20 19 18 18 17 17 16 16 15 15 14 14 13 12 13 12 11 37 37 38 38 38 33 33 33 33 33 29 29 29 28 28 25 25 24 24 24 22 22 21 21 21 19 19 18 18 18 16 16 15 15 14 14 14 13 13 12 12 II 10 10 09 10 09 09 08 07 31 31 32 32 33 2723 27 23 27 23 28 23 28 23 20 20 20 20 20 17 17 17 17 17 15 15 15 15 14 12 12 12 12 II II 10 10 10 09 09 08 08 07 07 06 06 05 05 05 25 21 2622 26 22 27 23 27 23 18 18 19 19 20 16 16 16 17 17 13 13 13 14 14 II 11 II It 11 09 07 05 03 0907 05 03 09 06 "04 03 090604 02 090604 02 19 20 20 21 22 16 17 17 18 18 14 14 15 15 15 4,2 44 38 33 29 24 21 17 15 44 38 33 28 24 20 \7 14 4438322823191614 44 38 32 27 22 19 16 13 45 38 31 27 22 19 15 13 12 II II 10 10 38 33 39 33 3933 3933 39 33 28 28 28 28 28 24 24 24 24 24 20 20 20 20 19 17 17 17 17 16 14 14 13 13 13 12 09 II 09 1008 1008 10 08 07 06 06 05 05 33 34 34 35 35 28 28 29 29 29 23 24 24 24 24 20 20 20 20 20 17 17 17 17 16 14 14 14 13 13 II 09 II 09 II 09 10 08 1008 07 07 07 06 06 04 04 04 04 04 28 28 29 29 30 24 24 25 25 25 20 20 20 20 20 17 17 17 17 17 14 14 14 14 14 II 11 II 1I 11 09 08 08 08 08 06 06 06 06 06 04 04 04 04 04 02 02 02 02 02 22 23 23 24 25 19 19 20 20 21 39 40 40 40 40 27 26 26 25 24 23 22 21 20 \9 18 17 \6 15 14 15 14 13 12 II 11 10 09 09 08 09 08 07 07 06 04 03 02 02 01 36 36 37 37 37 30 30 30 29 29 24 24 23 23 22 20 20 19 19 18 16 15 15 14 13 13 10 08 12 09 07 120806 11 08 06 10 07 05 05 04 03 03 03 02 02 01 01 01 31 32 33 34 34 26 27 27 28 28 21 21 21 21 21 18 17 17 17 17 14 t3 13 13 12 11 11 10 10 10 08 08 07 07 07 06 03 06 03 05 03 0.5 02 05 02 01 01 01 01 01 27 28 30 31 31 23 24 25 25 25 (%) RazAo de cevldede 1,4 4,4 4.6 4,8 5.0 6.0 7.0 8.0 9,0 10,0 44 44 44 44 43 37 30 25 36 29 21 352823 35 26 21 34 25 20 20 19 18 16 15 17 16 15 13 12 lO 10 10 09 08 08 07 13 II 08 05 12 10 07 04 11090603 10 08 05 02 08 07 05 02 33 33 33 33 32 06 05 04 04 03 11 II 13 14 14 11 11 12 13 13 10 II II 12 12 10 II II II J2 10 10 10 10 11 10 09 09 10 09 09 lO 09 08 10 09 08 10 09 08 09 08 08 07 07 02 03 05 06 07 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 01 02 03 04 04 01 02 02 03 03 01 01 02 02 02 00 01 01 02 02 00 00 01 01 01 0 0 0 0 0 07 06 05 04 03 02 01 0 08 09 09 10 07 06 04 03 02 01 0 07 06 05 03 02 01 0 08 07 05 04 03 01 0 09 07 05 04 03 or 0 06 06 06 07 07 04 04 05 05 05 03 03 03 03 03 01 01 02 02 02 0 0 0 0 0 II 12 12 12 13 09 07 09 07 10 08 1008 lO 08 05 05 05 05 05 03 03 04 04 04 02 02 02 02 02 0 0 0 0 0 16 16 17 17 17 13 13 13 14 14 10 10 1t II II 08 08 08 08 08 06 06 06 06 06 04 04 04 04 04 02 02 02 02 02 0 0 0 0 0 18 19 20 20 20 15 15 15 15 15 12 12 12 12 12 09 09 09 09 09 06 06 06 06 06 04 04 04 04 04 02 02 02 02 02 0 0 0 0 0 Corteli. da rES(Illuminating Enginuring Society). N ...... ...... N >-' N ~ Tabe1a 5.5 Metodo das Cavidades Zonais Distribuicao percentual dos lumens da lampada Tipo de Max, luminaria relacao Categ. esp.lalt. manut. mont. I 1,3 IV Pw I ~p ~ 2. 3 4 5 6 7 8 9 10 2 V 1,0 ° ~~ ~~l54.5%+ 50 30 10 50 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50 10 50 30 50 10 ,g­ 10 30 30 10 50 30 10 ° ° 8 1 ~ n. S. "~ Coeficiente de utilizacao (u) para Pee = 20% RCR ° 83,5% t 70 80 Per ~ Ol Coeficiente de Utilizacao (u) 0.99 0,88 0,78 0,69 0,61 0,54 0,48 0,43 0,38 0,35 0,31 0,99 0.85 0,73 0,62 0,54 0,47 0,41 0,35 0,31 0,28 0,25 0,99 0,82 0,68 0,57 0,49 0,41 0,35 0.30 0,26 0,23 0,20 0,97 0,86 0,76 0,67 0,60 0,53 0,47 0,42 0,38 0,34 0,31 0,97 0,83 0,72 0,61 0,53 0,46 0,40 0,35 0,31 0,27 0,24 0,97 0,81 0,67 0.57 0,48 0,41 0,35 0.30 0,26 0,23 0,20 0,92 0,83 0,73 0,65 0.58 0,51 0,46 0,41 0,37 0,33 0,30 0.92 0,80 0,69 0,60 0,52 0,45 0,39 0.34 0.30 0,27 0,24 0,92 0,78 0,66 0,56 0,48 0,41 0,35 0,30 0,26 0,23 0,20 0,64 0,60 0,55 0,51 0,47 0,44 0,41 0,38 0,35 0,33 0,30 0,64 0,58 0,52 0,48 0,44 0,40 0,37 0,34. 0,32 0,29 0,27 0,64 0,57 0,51 0,46 0,41 0,38 0,35 0,32 0,29 0,27 0,25 0,63 0,63 0,58 0,57 0,54 0,52 0,50 0,47 0,47 0,44 0,43 0,40 0,40 0,37 0,37 0,34 0,35 0,31 0,320,29 0,30 0.27 0,63 0,56 0,50 0,45 0,41 0,38 0,35 0,32 0,29 0.27 0,24 0,60 0,56 0,52 0,49 0,45 0,42 0,39 0,37 0,34 0,32 0,30 0,60 0,55 0,50 0,46 0,43 0,39 0,36 0,34 0,31 0,29 0,27 0,60 0,54 0,49 0,44 0,41 0,37 0,34 0,31 0,29 0,26 0,24 " 0,88 0,79 0,71 0,63 0,56 0,50 0,44 0,39 0,36 0,32 0,29 0,88 0,78 0,67 0,58 0.51 0.44 0,39 0.34 0,30 0,27 0,24 0,88 0.76 0,64 0,55 0,47 0,40 0.34 0,30 0,26 0,23 0,20 0.85 0,77 0,68 0.61 0.54 0,48 0,43 0,38 0.35 0.31 0,29 0,85 0,75 0.65 0,57 0,50 0,43 0,38 0,33 0,30 0,26 0,23 0,85 0,73 0,63 0,54 0,46 0.40 0.34 0,29 0,26 0,22 0,20 0,83 0,72 0.61 0,52 0,45 0.38 0.32 0,28 0,24 0,21 0,18 0,57 0,54 0,51 0,47 0,44 0,41 0,39 0,36 0,34 0,31 0,29 0,57 0,53 0,49 0,45 0,42 0,39 0,36 0,33 0,31 0,28 0,26 0,57 0,52 0,48 0,44 0,40 0,37 0,34 0,31 0,29 0,26 0,24 0,55 0,52 0,49 0,46 0,43 0,40 0,38 0,35 0,33 0,31 0,29 0,55 0,52 0,48 0,44 0,41 0,38 0,36 0,33 0,30 0,28 0,26 0,55 0,51 0,47 0,43 0,40 0,37 0,34 0.31 0,29 0,26 0,24 0,54 0,50 0,46 0,42 0,39 0,36 0,33 0,30 0,28 0,25 0,23 Tabela 5.5 (cont.) Merodo das Cavidades Zonais - Coeficiente de Utilizacao (u) Distribuicao 3 II Pw J " 4 IV 1,1 '~~ 32%t! 1,110,8 10 50 ~~ 30 10 50 30 10 50 30 10 50 30 10 ° ° Coeficiente de utilizacao (u) para Pee = 20% ° 0.75 0,67 0,59 0,53 0,47 0,43 0,39 0,35 0,32 0,29 0,26 0,75 0,64 0,55 0,48 0,42 0,37 0.33 0,30 0,27 0,24 0,21 0,75 0,62 0,52 0,45 0,39 0,33 0,29 0,26 0.23 0,20 0,18 0,68 0,61 0,55 0,49 0,44 0,40 0,36 0,33 0,30 0,27 0,25 0,68 0,59 0,51 0,45 0,40 0,35 0,31 0,28 0,25 0,22 0,20 0,68 0,57 0,49 0,42 0,36 0,31 0,28 0,25 0,22 0,19 0,17 0,57 0,51 0.46 0,41 0,37 0,34 0.31 0,28 0,25 0,23 0,21 0,57 0,50 0,44 0,39 0,34 0,30 0,27 0,24 0,22 0,20 0,18 0,57 0,49 0,42 0,36 0,32 0,28 0,25 0,22 0,19 0,17 0,15 0,46 0,42 0,38 0,35 0,31 0,28 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 0,46 0,41 0,36 0,32 0,29 0,26 0,23 0,21 0,19 0,17 0,15 0,46 0,40 0,35 0,31 0,27 0,24 0,21 0,19 0,17 0,15 0,14 0,36 0,34 0,31 0,28 0,26 0,23 0,22 0,20 0,18 0,16 0,15 0,36 0,33 0,30 0,27 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16 0,15 0,13 0,36 0,32 0,29 0,26 0,23 0,20 0,18 0,16 0,15 0,13 0,12 0,31 0,29 0,25 0.23 0,20 0,18 0,16 0,15 0,13 0,12 0,10 ° 0,50 0,46 0,43 0,39 0,36 0,33 0,31 0,28 0,26 0,24 0,22 0,50 0,45 0,41 0,37 0,33 0,30 0,28 0,25 0,23 0,21 0,19 0,50 0,44 0,39 0,35 0,31 0,28 0,26 0,23 0,21 0,19 0.17 0,49 0,45 0,42 0,39 0,35 0,33 0,30 0,28 0,26 0,24 0,22 0,49 0,44 0,40 0,36 0,33 0,30 0,28 0,25 0,23 0,21 0,19 0,49 0,43 0,38 0,34 0,31 0.28 0,26 0,23 0,21 0,19 0,17 0,47 0,44 0,40 0,37 0,35 0,32 0,30 0,27 0.25 0,23 0,21 0,47 0,43 0,39 0.35 0,32 0,29 0,27 0,25 0,23 0,21 0,19 0,47 0,42 0,38 0,34 0.31 0,28 0,25 0,23 0,21 0,19 0,17 0,45 0,42 0,39 0,36 0,34 0,31 0,29 0.27 0,25 0,23 0,21 0,45 0,41 0,38 0,35 0,32 0,29 0,27 0.25 0.23 0.20 0,19 0,45 0,41 0,37 0,33 0,30 0,27 0,25 0,23 0,21 0,19 0,17 0,43 0,41 0,38 0,35 0,33 0,30 0,28 0,26 0,24 0,22 0,21 0,43 0,40 0.37 0;34 0,31 0,29 0,26 0,24 0.22 0.20 0,19 0,43 0,40 0.36 0,33 0,30 0,27 0,25 0,23 0,21 0,19 0.17 0,42 0,39 0,35 0,32 0,29 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I ''''~I'' 30 RCR I -; 50 10 30 50 70 80 Per percentual dos lumens da lampada Tipo de Max. luminaria relacao Categ. esp.lalt. manut. mont. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 , rs 5' ~, 9 ~. N >-' eN :.:., . ...:.:.::::c-:;.:~ n .. =:.:--==-.,--,·jii os '0 B O '6 e­ o -0 .... Sce !:l 0 '.. t>.. \0.. \0.. -..q, '-q, \0...\O~ 0000000000 ~ ,!:l '<'"a c: o .gos 12 ~os 100 U - numero de lampadas acesas: 62,5; ~ -0 FQL= 62,5% r-r-\O\O\Ol,f)..:;t.q- ...... M ~ 0600000060 S 0060060006 00000000000000000000 t}:.'o::t.q--.;:j"("I')("Ij("l')("I')MN 0\0\0\0\0\0\0\0\0\ B ~ ·SOJ '" r-r-r-r-r-r-r-\O\O\O 0000000066 ooO\O\oooor-\O\O\II 0 00.. 00... r-~ t-.. t-.. t-.. t-.. t-.. t-.. t-.. 0000000000 ~ 00000000000000000000 0006660000 S 6666666666 «) r-r-\O\O\Ol,f).q-.q-.q-.q­ -.;:t-q-..q--.;:j" ("I')("I')('t)("I')C"'"'lM .q-("I')NOO\OOt-l,f)-.;:j"('l 0000 0000 r-r-r-r-r-r­ 0000000000 O\oor-V)-.;:j" ("I')N_OO\ 000000 00 00 00 00 0000 r­ 0000000000 0 «) NN_OOo\OOr-r-\O 0 0\0\0\0\0\0000000000 N 0000000000 r-\O\OV")'¢"d"("f')("f')("f')("f') S o I \Ol,f)~("I')N-OO\OOr- 0 'o "d.- = '" o "'·S ';S'" ~_N("f')'¢l(")\Or-000\8 ,8<=E 0 E-<",-'" ';;' ,'" .~ " "t:l"t:l es '" P': N Cortesiada lES (lIJuminaling EngineeringSociety). - .,,_..-, .._.- .. .~ -.,~~._...,.- ~,." ... _-"~""-' --'­ ~ ~ ""2 i ec e '= OJ de borracha 217 .-.'. ~!.'l'-~ ,.~ i'-' ," . 'j :: t> [§ ~ -c .>! ! ';.1 ; ,·>!'J--?;~1{;~,,:,,:.. ~:',~'~'. ':">:...: :. 218 Instalacoes Eletricas o E""'O: I I Luminotecnica I 10 I \\'''" F k I I I I I J='j-- ........::' I I I I b. Seleciona-se 0 grau de sujeira do recinto de acordo com a letra a do item 5. c. COllhecidos a categoria de manutencao, 0 grau de sujeira do recinto, 0 perfodo em que se fara a nova limpeza, entrando com esses dados na Fig. 5.23, teremos 0 FDSL. - 20 e. Exemplo ~ 'iii '5' categoria II; ambiente limpo; _ periodo de limpeza: 21 meses: ­ resultaemFDSL = 0,9. 30 (f) 40 \ ------so I I I I I I I \ \--1- 1---1 I I I o 3 6 I I I I I I 9 12 15 18 21 24 2730 33 36 Categoria II Categoria I Fig. 5.22 Metodo das cavidades zonais ­ Percentual devido 11 sujeira. Meses 219 =~ Categoria III 1.0 0.9 7) fator de depreciaciio dos lumens da liimpada (FDL) ­ como ja foi dito no Item 5.6.1, somente no inicio de funcionamento das lampadas 0 fluxo emaximo; os dados dos fabric antes ja sao referidos aos lumens iniciais. Este fluxo vai caindo ao lange da vida iitil, e pode-se ver, pela Fig. 5.17, que, ao ser atingidaa vida util (100% da vida media), 0 fluxo inicial ja decaiu para 85%. Deste modo, devem ser consultados os dados dos fabric antes para se saber qual a percentagem de queda do fluxo inicial; estes dados sao considerados no calculo com 0 FDL; 8) fator de depreciacdo devido it sujeira da lumindria (FDSL) ­ 0 aciimulo de sujeira nas luminiirias tern como consequencia a diminuicao do fluxo lurninoso, resultando em menor ilurninamento no planode frabalho. Para se avaliar este fator de depreciacao, deve-se obedecer a seguinte sequencia: 0.8 -n -n 0.5 o 3 6 912151821242730333& o Meses Handbook: rnanutencao II I. Nenhum I. Nenhum I. Nenhum 2. Transparente COm 15% ou mais de luz atraves das aberturas 3. Transliicido ­ idem 4. Opaco ­ idem I. Nenhum 2. Difusores tipo louver ou baffes 3 6 9121518212427303336 Meses Oateqoria V Categoria VI I. Transparente com 15% ou menos de I. Nenhum 2. Difusores tipo louver ou baffes I. Transparente sem abertura 2. Transhicido sem abertura 3. Opaco sem abertura I. Nenhum 2. Difusores tipo louver I. Transparente sem abertura 2. Transhicido sem abertura 3. Opaco sem abertura I. Transparente sem abertura 2. Transhicido sem abertura I. Nenhurn I. Transparente 80mabertura 2. Transliicido 80mabertura 3. Opaco sem abertura 2. Transparente sem abertura 3. Transhicido sem abertura 4. Opaco sem abertura I I I 0369121518212427303336 IV VI o Meses Parte inferior III ,... 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 Fechamento da lurninaria Parte superior luz atraves das aberturas 2. Transhicido - idem 3. Opaco ­ idem V r- 0.6 a. Seleciona-se a categoria de manutencao usando dados dos fabricantes ou a seguinte tabela do IESLighting Categoria de -n o en o en r- o en r- 0,7 o r·I'\~ este fator grupa os fatores obtidos nos itens de I a 8, ou seja: FPL = TA X VS X FR X FSL X FDS X FQL X FDL X FDSL = fator devido 11 temperatura do ambiente; == fator devido voltagem de service; , == fator devido ao reator; == fator de depreciacao da superffcie da luminaria; == fator de depreciacao devido sujeira; = fator de queima de lampada; = fator de depreciacao dos lumens da Iampada; == fator de depreciacao devido 11 sujeira na luminiiria. a a yaI(:.J Meses Fig. 5.23 Metodo das cavidades zonais - Fator de depreciacao devido 11 sujeira na lurninaria (FDSL). (Cortesia da IES ­ Illuminating Engineering Society.) 9) [ator de perdas de luz.(FPL) - Observacao sobre 0 uso da tabela: Verifica-se se a Iuminaria se enquadra numdos tiposde fecharnentc na pane superior; em seguida. e a mesma categoria, verifica-se 0 enquadrarnemo relati vo aparteinferior. Se se enquadra em uma categoria relativaaparte superior e I1&O~­ enquadra na partesuperior, deve ser experimentada uma eategoria abaixo. I I - %':.,J 3 6 Meses Meses N ~ -220 Exemplo Queremos projetar a iluminacao, pelo metodo das cavidades zonais, de urn escrit6rio com as seguintes caracte­ rfsticas: - - 221 Lurninotecnica Instalacoes Eletricas dimensoes: largura - 10m; comprimento - 30 m; pe-direito - 5,30 m; altura das mesas - 0,80 m; distancia da Iurninaria ao teto - 1,50 m; luminarias fluorescentes do tipo 5 (Tabela 5.5) com 21ampadas HO (high output) de 85 W - branca fria; nfvel de ilurninamento: 700 lux (IES) mantido ao longo de tOdD perfodo de manutencao; temperatura ambiente: 25°C (0 fabricante especifica os !imites de temperatura da luminaria entre 10 e 45"C); variacao de tens aDda rede: 2,5%; reatores: indicados pelo fabricante da luminaria; depreciacao devido ac tempo de uso: desprezivel; recinto: limpo; tempo de limpeza ou pintura: 12 meses; fator devido 11 queima de Iampadas: 75%; fator de depreciacao dos lumens: 80%. Agora resta dispor as luminarias e projetar a estrutura de fixacao, de acordo com os recursos disponiveis. Con­ vern lembrar que luminarias pendentes a 1,50 m do teto necessitam de ancoragem para evitar oscilacoes. A melhor distribuicao das luminarias e em fila continua com espacamento entre cad a fila de 2,5 m, inferior ao maximo permitido 1,2 X 3 = 3,6 m (Fig. 5.25). 1,00 2.00 2.00 2.00 2,00. 2,00. 2,00. 2,00. 2,00.2,00 , 2,00 . 2,00. 2,00. 2,00 II 2.00 1.00 ¢~ 2,5 ) a a ci 2,5 ) 11~ 2,51) 1,2 5 I (Cotas em metros) Fig. 5.24 Metodo das cavidades zonais - Toma-se como base a folha de calculo de iluminacao pelo metodo das cavidades zonais. Preenche-se 0 item A com os dados do problema e utilizando catalogos da luminaria escolhida. Para 0 preenchimento do item B (calculo do coeficiente de utilizacao "u") acompanha-se a sequencia: " .L.. ::l000 SolUfiio Arranjo para 0 It exemplo de calculo. - u = 0,50 (por aproximacao) Como Pee foi diferente de 20%, M necessidade de correcao para 0 u (corrigido) = 0,50 X 1,041 = 0,52 Agora vamos preencher 0 item C, para obter 0 FPL. Os fatores considerados desprezfveis sao computados como iguais a I e os demais sao obtidos como foi explicado nos itens relativos ao calculo do FPL. Conhecidos 0 fator de utilizacao U, 0 fator de perdas de luz FPL, podemos, com os dados do problema, calcular o nnrnero de luminaries: 5.9 Fator de Reflexao de Materiais I1uminados com Luz Branca Estuque novo Estuque velho Tinta branca a agua Tinta branca a 61eo Tinta de aIuminio Concreto novo Concreto velho Tijolo novo Tijolo velho Chapa de fibra de madeira nova Ref.: Petereo----:"lluminaciio - Eletricidade. 0,70-0,80 0,30-0,60 0,65--D,75 0,75--D,85 0,60-0,75 0,40-0,50 0,05--D,15 0,10-0,30 0,05-0,15 0,50-0,60 A) Dados para 0 projeto - Identificacao do projeto - Nivel de iluminacao mantido: E - Dados da luminaria: Fabricante: CBL Catalogo: comp. 1,83 m ·i! :1 = 700 lux (medic) Ii , :1 II Dados da lampada: Tipo: Fluorescente HO Cor: branca fria Fluxo = 6 660 lumens N." por luminaria: 2 Fluxo por luminaria: 13 320 lumens ,II !i 1\ T hT= 1,5 i- N=60 Tabela II Modelo de folha de cdlculo de iluminaciio pelo metoda das cavidades zonais - fator de utilizacao (Tabela 5.6) Chapa de fibra de madeira velha Madeira clara Carvalho envemizado, cor clara Carvalho envernizado, cor escura Imbuia Jacaranda Cabril1va Cedro Pau-marfim Cerejeira 0,3(}--{),40 0,55-0,65 0,4(}--{),50 0,51-0,40 0,I (}--{),30 0,I(}--{),30 0,2(}--{),40 0,2(}--{),40 0,2(}--{),40 0,2(}--{),40 1'11~I'ftI.1 ,l,l"'I"1 1,2 ) to item I: completa-se 0 esquema da instalacao com os dados do problema, para se deterrninar a refletancia do .teto das paredes e do chao, deve-se consultar catalogos de fabricantes de tintas ou outros materiais de acaba­ mento das cavidades (ver Tabela 5.9). No exemplo em foeo, consideram-se as influencias da cavidade do teto como de 60% para 0 teto e 80% para a parede, 0 que resulta na refletancia eficaz da cavidade do teto Per = 57%; para a cavidade do chao, considerou-se para 0 chao a refletancia de 30% e, para a parede, 80%,0 que resulta na refletancia eficaz da cavidade do chao Pee = 31 % (por interpolacao). De posse do Per e considerando a refletancia da parede do recinto como Pw = 50%, para a luminaria escolhida e para a razao de cavidade do recinto, encontramos: ..< m B) Calculo do coeficiente de utilizacao u L=10 m I. Preencher 0 esquema ao lado: p= 50% h R =3 m 2. Determinar as razoes de cavidade (Tabela 5.3). Planode trabalho Razao de cavidade do recinto: RCR = 2,0 ~_ c=30 m - Razao de cavidade do teto: RCT = 1,0 p=80% 1/=30% hc=0,8 m -'­ - Razao de cavidade do chao: RCC = 0,53 3. Determinar a refletancia eficaz da cavidade do teto: PCT = 57% (Tabela 5.4) 4. Determinar a refletancia eficaz da cavidade do chao: Pee = 31 % (Tabela 5.4) 5. Deterrninar 0 coeficiente de utilizacao: u = 0,5 (Tabela 5.5 ou dados do fabricante) 6. Corrigir 0 fator de utilizacao: u (corrigido) = 0,5 X 1,041 = 0,52 (Tabela 5.6) C)Calculo do fator de perdas de luz: FPL I. Temperatura ambiente - TA: 1,0 2. Voltagem de service - VS: 0,99 3. Fator de reator - FR: 1,0 4. Fater de depreciacao da superffcie da luminaria - FSL: 1,0 5. Fater de depreciacao devido sujeira - FDS: 0,98 a : !.'.-~~ ...." . .:'"~L~~~~i:t~·.:, 222 Instalacoes Eletricas Luminotecnica 6. Fator devido it queima de lampadas - FQL: 0,75 7. Fator de depreciacao dos lumens da Iampada - FDL: 0,80 8. Fator de depreciacao devido it sujeira na luminaria - FDSL: 0,88 (Fig. 5.23). FPL = I X 2 X3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 5.11.1 Fonte Puntiforme "0 iluminamento e inversamente proporcional ao quadrado da distancia" (lei do quadrado da distancia). = 0,51 D) Niimero de luminarias N N= Exemplo Ex area (m 2 ) (por luminaria) x u x FPL 700 x 300 = 60 13320 x 0,52 x 0,51 rrTTTTTTT77TTTTTTT7rr:rr7T7TTTTTTTTT7T7777777=-""1 Nm'" 223 Uma lampada incandescente isolada, ou dentro de um globo, pode ser considerada uma fonte puntiforme (Fig. 5.26). * 100% I fft'-h'-h'-h"¥7'-h'-h'-hIf-J'H'-h'-h'-h'lf,'-h'-h!-/;.~::::""-----l 80% .S I E 00% ::J.= ...J-c I I I I I I E 20% I I Fig.5.26 .....,10 3~ ~Direta3Semidi:~:~~: 100 lux " \ \ \ 25 lux rt 40% -t-----+-------j Fonte puntiforme I \ E \ \ \ 11,1 lux · 5.11.2 Fonte Linear Infinita "0 iluminamento e inversamente proporcional it distancia." II Uma fileira continua de larnpadas fluorescentes, ou uma lampada fluorescente a curta distancia, aproxima-se desta condicao (Fig. 5.27). Direta Olstancla as paredes (todos os tipos) \ } I (') I 0 I tj I 'U­ ./ I '- ./ Idas Alturas recomendadas suspens6es para os tipos indireto e semi-indireto Fonte linear infinita r~~ ~l~ 100 lux 50 lux ~I~~I~I~ ~I Fig.5.27 33,3 lux 113 da distancla se as mesas ou banca­ das estiverem contra as paredes. Da lurninaria ao piso 0,9 0,9 Do teto ao piso 0,15 a 0,30 112 em outros casos. Fig. 5.25 Sistemas de iluminaeao - Espacamento das luminarias entre si com relacao as alturas de montagero. ~ 5 Urngrande painelluminoso e Urn teto iluminado por luz totalmente indireta aproximam-se desta condicao (Fig. '. .28). Superffcie infinita E 5.U METODO DE PONTO POR PONTO o metodo dos lumens baseia-se no fluxo medio de luz numa area; 0 metoda de ponto por ponto, n~ q~ tidade de luz que incidira em deterrninado ponto da area. Entao, e necessario 0 conhecimento da distnb da luz de diferentes fontes. E 100 lux 100 lux E 100 lux ...,.. 224 Instalacoes Eletricas Lurninotecnica 225 i\1l.:: 5.11.4 Feixe Paralelo de Luz Exemplo "0 iluminamento niio varia com a distancia." De um galpao industrial, calcular 0 iluminamento em um ponto P, na horizontal, iluminado por quatro fontes A, illl~t~~ '; B, C eD, com as seguintes distancias d da vertical que passa pel as fontes ao ponto P (ver Fig. 5.32): Exemplo ;iJ;: d, = 0 m (sob a vertical) d, = 3 m d, =2m Urna fonte puntifonne dentro de urn refletor parab6lico se aproximaria desta condicao, mas evidentemente isto (Fig. 5.29). e te6rico, porque as dimensoes sao finitas d, = ~3' E E ~ I + 2' I 'I' = 3.6 m fI" As fontes A, B, C e D estao a 6 m de altura. As luminarias sao de vapor de mercuric, de 400 W, com fluxo inicial de 20 500 lumens. I I I I I I I I : 100 lux I I I I i I ! I I i I : 100 lux Fig. 5.29 El i ~ ! ! I !100 lux V> ::> '"0, Formulas empregadas (ver Figs. 5.30 e 5.31). Ep = E D2 ~ o ~ I(O) . sen 0 (vertical) Ep = - D2 onde: Ep I(O) D o = = = = " 30 20. 10 ~. iluminamento em P em lumens por metro quadrado (lux); intensidade luminosa da fonte na direcao de P em candelas; distancia do centro da fonte de luz ao ponto P em metros; angulo entre a vertical a superffcie receptora e D. o LJ...l...I: o 5 10 15 20 25 30 35 40 Valores de 10 n d Fig. 5.31 (a) Determinacao de (Jem funcao de d e h (valores menores que 50°). 3 Ep (na horizontal) = I(O) cos (0) h2 . Ep (na vertical) 90 I(O) sen" (0) = -'--'----_....:....:.. d2 I(O) e obtido por meio de curvas em funcao do angulo O. 80 T-4 I I I I Ih Fig. 5.30 ~ -lo . I I. i E 70 "j 60 ~ 50 '\ ~---~_: 40 o 10 20 30 40 50 60 70 80 Valores de 10 n d p Fig. 5.31 (b) Determinacdo de (J em funcao de de h (valores maiores que 50°). "i -.'·i, "'f'­ ,I ~ :-; , -, .­ -, '~·;~,ri~~<~ ..: ;'1.,:,;",:,:: ·~:tt~?;" ... ~:,-~ 226 :"~;";-l'~' . . Lurninotecnica 227 Instalacoes Eletricas Como supomos as luminaries situadas a 6 m de altura em relacao ao piso, temos: Das Figs. 5.31 (a), (b), (c), (d), tiramos os seguintes angulos II e os cos' II: II, = 0 cos' II, = 1 II, = 28' cos' II, = 0,68 II, = 18' cos' II, = 0,84 0 II, = 32 cos' II, = 0,60 II E (P)_= /(0) cos" 0 36 £,= 118,4 77,4 98,0 65,9 TotaL. 359,7 lux E,> £,= Com esses angulos entrando na curva das intensidades em funcao de II (Fig. 5.31(d): £3 = I (II,) = 208 X 20,S = 4 264 candelas I (II,) = 200 X 20,S = 4 100 candelas I (II,) = 205 X 20,S = 4 202 candelas I (II,) = 193 X 20,S = 3956 candelas GBS.:Multiplica-se por 20,S porque a curva fomece a intensidade luminosa para 1 000 lumens. lux lux lux lux A 'm 1"------- I', 1,0 " ot 0,8 x '" 0 ~ ... 0 :::J 0 '6 '" Ql en " 0> ) s, / J 90 80 I p~-----"---l.1 ->; .J 20 30 40 50 60 70 80 90 70 60 50 40 30 20 10 0 <, <, d, -----­ , I I 'L .:>,0 II I I I I I· I I " I..........' "" Fig. 5.31 (c) Determinacao do sen' II cos' II. -. I' I' I' ,..... , Valores em graus de epara deterrninacao sen' e ' I' .......... d. ,..... " Valores em graus de epara determinacao cos' e' '1- I " am B ..... _ , 10 -, ':~-:::. _.---1-1-R\ ~~ -e; ' ..... - " 0 , I / 1"""- 0,2 0 " I 1 I' I' 1"1 x i- I "I 1'1 I 0 0 ": 0,4 III co c /1", 1 , 1 ' I 0> 0> ~ 0,6 E~ :>~ ::>~ 1 '!! / ,/ I en '£ ,a I 0 )l. '" I <; ..... " -, .... , II ------~~ Fig. 5.32 1100 1000 .12 ILIIMINAVAO DE RUAS ­ PRATICAS ~ ilurntnacao de ruas, em especial ruas de grande trafego de vefculos e pedestres, merece urn estudo IlJnotecnico apurado, no qual sao considerados varies fatores que fogem ao objetivo deste livro. Aprenderemosregras praticas que servirao para orientar 0 projetista na iluminacao razoavel de ruas dentro padroes modemos, como complernento dos projetos de instalacoes prediais. "1· , ~ 100 CD ,:l~., 200~ CD 30 0 40° REGRAS 12.1 Curvas de Isolux Fig. 5.31 (d) Curva de distribuicao em candelasll 000 lumens - Curva de in­ tensidade em funcao de II. JA .aprendemos 0 significado do nivel de iluminamento em lux, ou seja, 0 quociente do fluxo luminoso, ebldo no plano de trabalho, dividido pela area considerada. C?antam-se curvas isolux as curvas que dao, para uma mesma luminaria, os pontos que possuem os mes­ Illlminamentos.As curvas da Fig. 5.33 sao isolux no plano da rua para cada I 000 lumens de fluxo emi­ pelaluminaria desenhados em percentuais do nivel de iluminamento maximo. Assim, para urn ponto P uer, temos que 0 nfvel e de 20% do nfvel maximo. Os valores h representam a altura de montagem da ana. ~ 228 Lurninotecnica Instalacoes Eletricas 1h Calcada 2h v 1h / V / Lf .: I( '( ° 1\ 1\ 1h 1\ <, <, 3h 1""­ r-­ ........ 1'-. Rua r--- \ r-, \ 1\ \ "\ \ \ \ \ .--... ~ 100\ 1 90 J I 20 r-­ 0,24 / / / 9 V 1/ IJ 5 ./ ;-I--'"" ---- »> - ;7 0,2 1I .{, 1H\1~1:1'!' ~N;,~Vll'l " 0,3 \\ 1\ ./ J 0,0I V V ~ 0,12 0,1 / 1h / <, - if 1/ / ~' .," / -,V 1h 2h ° Fig. 5.34Curva do fator de utilizacao . 3h .-/' 2 L V .' Deste modo precisamos conhecer 0 fator ou coeficiente de iluminacao, que na Fig. 5.34 vemos para a cal­ . . . ¢ada e para a rua, em funcao da altura de montagem h da luminaria. I---" 1 5hI .~; 0 coeficiente de utilizacao representa a percentagem do fluxo da lampada que a luminaria emite a uma S'detenninada faixa do solo, produzindo urn iluminamento E. .. , Assim, temos as formulas: Fig. 5.33 Diagrama de curvas isolux relativas num plano por 1 000 lumens. ;,\~. r;:-~ ~J = = = = Exemplo 1 Queremos saber qual 0 iluminamento que sera obtido num ponto P da Fig. 5.33 utilizando-se uma luminaria instalada a 10 m de altura, com lampada HPL-N 400 da Philips. L = iluminacao na rua em luxes; fluxo da lfunpada em lumens; fator de utilizacao do lado da rua; espacamento entre postes em metros; largura da rua em metros. Solufao i iii IE c Pelos dados do fabricante, temos: - :Wl' Rua Calcada 0,4 .....--.. 4h r-, 0,5 3h - r-­ I'-. 2h I"--­ 60 rJ \ \\ ~ v_ "­ 2h 1h ° 229 = ~.S'CU I c = iluminacao na calcada; = largura da calcada; = fator de utilizacao do lado da calcada, fluxo da lfunpada HPL-N 400 ... = 23 000 lumens; iluminamento maximo: Emu = 0,128 . ~ h' Usando os dados do problema: Desejamos saber, utilizando a mesma luminaria do Exemplo I, quais os nfveis medics de ilurninarnento do lado 23000 E mlu = 0,128 X - - = 28,4 lux da rnae do lado da calcada, sabendo que a largura da rna e de 10 m, a Jargura da calcada e de 5 m e 0 espacamento entre postes, 25 m. 100 o iluminamento em P sera: E = 0,20 x Em,,- = 0,20 x 28,4 Entao no ponto P teremos 0 So/ufao = 5,6 lux Pela Fig. 5.34, temos: i1uminamento de 5,6 lux. Ii": U = 024' cJ, =0:12: 5.12.2 Nivel Medio de Iluminamento na Rna e na Calcada aspela . Nos calculos de iluminacao de mas e das calcadas, interessamo-nos pelos niveis medics, e nao apen. :;..: iluminacao em urn ponto. . A ilumina9aodo lado da rna sera: i 23 000 x 0,24 = 22 lux E, = 25 x 10 " i' II :i.1 • ?:'-;-;~ • ~: , ...: ,. • ":.-~'~ .";~ ,~ ,'~ ,:..:,'.'.-....•. l;;"~!-;'~::J,~ ;:. 230 ". ~J: ·;"L~;.:k\: ,. Instalacoes Eletricas ........ -- -- ........ 6 -- l: Instalacoes para Forca Motriz (Ver Item 6.5.3 da NBR-5410­ Ed. 1997/98) 5,0 m Fig. 5.35 Iluminacaopublica. A iluminacao do lado da calcada sera: E = 23 000 x 0,12 = 22 lux c 25 x 5 RESUMO - Lampadas e luminarias: iluminacao incandescente, fluorescente e a vapor de merctirio; - Grandezas fundamentais da Iuminotecnica: luz, cor, intensidade luminosa, fluxo luminoso, iluminamento, Iuminancia, quantidade de luz, emitancia luminosa, curvas de distribuicao luminosa, eficiencia luminosa, curvas de distribuicao luminosa; - Metodo de calculo de iluminacao: metodos dos lumens, das cavidades zonais e de ponto por ponto; Iluminacao de mas - regras praticas. Os circuitos de distribuicao para instalacoes de motores, aquecimento, solda eletrica ou equipamentos in­ dustriais diversos deverao ser separados dos circuitos de iluminacao, podendo os circuitos aIimentadores ser comuns. 6.1 INSTALAvOES DE MOTORES .··.6.1.1 Generalidades Motor eletrico e a maquina capaz de transforrnar a energia eletrica em mecanica, usando em geral 0 prin­ cipio da reacao entre dois campos magneticos. A potencia mecanica no eixo eexpressa em HP (horsepower) oucv (cavalo-vapor). A potencia eletrica de entrada e igual aos HP do motor divididos pelo rendimento, que eda ordem de 80% para os motores medics e ainda maior para os grandes motores. A corrente nominal do motor, em amperes, pode ser obtida da seguinte expressao: Exercicios de Revisao 1= 1. Calcular 0 comprimento de onda A para uma estacao que irradia na frequencia de 60 MHz (megahertz). 2. Qual sera 0 nivel de iluminamento (iluminancia) a ser usado num escritorio ocupado por pessoas na faixa etaria de 40 a 55 anos, onde a velocidade e precisao nao sao importantes, e a refletancia das mesas de tra­ balho e de 40%? 3. Calcular 0 rnimero de luminarias fluorescentes de 4 X 40 W -luz do dia, para iluminar 0 escrit6rio do Exercfcio n." 2 se usarmos a luminaria 0 (direta) da Tabela 5.2, com as seguintes dimensoes do recinto; e largura - 10 m, comprimento - 25 m, pe-direito - 3 m, teto e paredes brancas? 4. Pelo metodo das cavidades zonais, deterrninar 0 coeficiente de utilizacao para a luminaria n." 5 (rabe1a 5.5), sabendo-se que a refletancia eficaz da cavidade do teto e 50%, a refletancia da parede e de 30%, a razao da cavidade do recinto e 4 e a refletancia eficaz da cavidade do piso e 20%. HP* X 746 ou 1= cv** X 736 Tensao X Fator de Potencia X Rendimento U X cos 9 X 1/' U"'·".oils entre fases; cos 9 = fator de potencia; 1/ = rendimento. ORSERV A<;Ao: Se 0 motor for trifasico, aparece 0 fator .J3 no denominador. Exemplo Motorde 15 HP (11,18 kW), trifasico, de 220 volts entre fases, fator de potencia 90% e rendimento de 80%. Qual a corrente? S. Se 0 fator de perdas de luz (FPL) do exemplo anterior for 0,7, pelo metodo das cavidades zonais, qual seria o rnimero de luminarias do Exercfcio 3? 1= ....p ..w = Pe-X 0,736 15 x 746 .J3 x 220 X 0,9 X 0.8 =40A '1"""!' Instalacoes p.r. Forca Motriz 232 233 .'4t' '. Instalacocs Eletricas 6.1.1.1 Classificacao dos Motores I '~l~:i;:,:' Os motores podem ser classificados como: a. De corrente continua, que, de acordo com campo, podem ser: 0 T1~ Rotayao TO~ - motor Shunt (paralelo); ~ - motor-sene. b. De corrente altemada, que, de acordo com a rotacao, podem ser: - sincronos - acompanham a velocidade sfncrona; - assfncronos (de inducao) - giram abaixo do sincronismo; - diassfncronos - giram ora abaixo, ora acima do sincronismo. - n, - n n, X Campo nulo S = deslizamento, variando de 3 a 6%; T4~ .. ~ c.m::m= Irn' onde: ,., f' ~,"" .:i!( Quando ca e aplicada nos polos do estator, 0 rotorda uma volta completa em cada ciclo. ;'I~~T' ! ·Iii '. Ii'I' ! Fig. 6.1 Funcionamento de urn motor elementar (2 p6Ios). I i: '1 1'1 1\ 'il "I II; Pico :\; Poslcoes do rotore polaridadedo estator em relacao a onda senoidal da corrente alternada. TO n = rotacao do motor. p (repulsao) ~~ n, = rotacao sfncrona; Para grandes potencies usam-se mais frequenterneme os motores sincronos, cujo grande inconveniente e0 de exigir uma fonte de corrente continua para 0 campo. Esses motores giram rigorosamente dentro do sincro­ nismo, de acordo com 0 mimero de p610s e a frequencia, segundo a f6rmula: Maximo campo + (a tnercia causa ligeira rotacao) Corrente zero N = 1201 ~sjp; 100 onde: it:'~ TS ~ Rotayao T2~ s= + (repulsao) 6.1.1.2 Aplicacao dos Motores Os motores de corrente continua sao aplicados em locais em que a fonte de suprimento de energia eletrica e a de corrente continua, ou quando se exige a fina variacao da velocidade. A aplicacao mais difundida dos motores de corrente continua e na tracao eletrica (bondes, onibus, trens etc.), especialmente 0 motor-serie, pelas imimeras vantagens que oferece. Os motores de corrente alternada sao os mais encontrados, por ser de corrente altemada a quase totalidade das fontes de suprimento de energia. Para potencias pequenas e medias e em aplicacoes em que nao haja necessidade de variar a velocidade, equase exclusivo 0 emprego do motor assincrono (de inducao), por ser mais robusto e de mais facil fabricacao (menor custo). Exemplo: ventiladores, compressores, elevadores, bombas etc. Esse tipo de motor e conhecido como "ro­ tor em gaiola" (squirrel cage nos livros americanos), pelo fato de seu rotor ser laminado e ligado em curto-circui­ to. Esses motores podem ser monofasicos ou trifasicos, sendo que os monofasicos tern 0 inconveniente de exig~ urn dispositivo de partida (capacitores,.enrolamento de partida etc.), ja que na partida seu torque seria nulo.E esta a razao pela qual sempre se deve preferir 0 motor de inducao trifasico, pois assim se elimina uma fonte de possiveis defeitos. Ha tambem motores de inducao com rotor bobinado (aneis). Este motor e trifasico e estas bobinas estao ligadas a uma resistencia variavel tambem trifasica, ligacao em estrela, com a finalidade de dimi­ nuir a corrente de partida. No inicio do funcionamento, esta resistencia varia vel deve estar com seu valor maii- . mo e, 11 proporcao que 0 motor aumenta a rotacao, ela vai sendo retirada, ate se estabelecer 0 curto-circuito corn a rotacao plena. Como ja foi dito, os motores assfncronos giram abaixo do sincronismo de acordo com a relacao a seguir, conhecida pelo nome de deslizamento: Maximo campo -'Ili II ., IT~TI T1 I I I I I I trflBE T2 T3 \ I I \ I I. I I I . I I PICO II; ,:', 'i' I T4 Ii I;: !' I I I , I:. I I IT~IJ ~~E IT~IJ !;' : Fig. 6.1(a) Posicoes do rotor em funcao do cicio de corrente altemada. N = numero de rpm (rotacoes por minuto); = frequencia da rede em ciclos por segundo; p = mimero de p610s. 1 ,~'-" ..,",- .~ -:::,?:-." :;";'''!L~- .. ~_'-" :··_'~·-'L.: .:Y: .-':>"~~< .,'~. ' •• - . ,~ ...'~·~';~~i; ~- . .~~, 234 Instalacoes para Forca Motriz Instalacoes Eletricas Assim, temos 0 quadro de rotacoes sfncronas (Tabela 6.1). 6.1.1.4 Ligacao dos Motores Tabela 6.1 Rotacoes Sincronas Frequencia (cIs) P610s 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 50 3000 1500 1000 750 600 500 428,6 375 333,3 300 as terminais dos motor.es de corrente altemada podem ser em bomes ou chicotes (leads), devidamente marcados (letras ou mimeros) e encerrados na caixa de ligacoes, permitindo ao instalador liga-los 11 rede, de acordo com 0 esquema que 0 fabricante habitualmente fomece na placa. Na Fig. 6.2, vemos a placa de urn motor da General Electric, com as indicacoes para a sua ligacao 11 rede. 60 ELECTRIC GENERAL 3600 1800 1200 900 720 600 514,2 450 400 360 @ MOTOR DE INDUQAO MOD. HP 1 CICLOS 60/50 CICLOS 50 CICLOS 60 RPM AMP. RPM 3,211,85 AMP. 3,9/2,25 ISOL. CLASSE A CONTINUO COD. J CARCAQA 182 Os motores sfncronos podem tambem ser utilizados no melhoramento do fator de potencia de uma instala­ ~ao, desde que sejam superexcitados (capacitivos). Os motores diassfncronos, tambem chamados universais, funcionam com corrente continua ou altemadae encontram a sua melhor aplicacao nos aparelhos eletrodomesticos, 6.1.1.3 Identificacao dos Motores T3/ \T4 T5 T2 T:i ,,1 T~l Tensao Superior (Estrela) T2 T3 • • i i T6 ~/ T4 • T5 I T 6 T1 i T3 LlNHA Fig. 6.2 ~;,'l' ~... Quando nao ha indicaeao na placa, somos obrigados a identificar os terminais. fjl' Os motores trifasicos de origem americana, para 220/380 volts, podem ter os terminais das bobinas identi­ ~ ficados da seguinte maneira: sempre os terminais 1-2-3 sao para ligacao 11 linha; acrescentando 3 a cada urn, ,~;; lemos 0 outro terminal das bobinas do motor. Assim, temos as bobinas descritas a seguir. Paraligacao na tensao inferior, usa-se a ligacao em triangulo e, para tensao superior, a ligacao eem estrela (Fig. 6.3). . Unha T1 T2 T3 Unha T1 T2 T3 T1 Unha T2 T3 ~'!T'''~ W (a) Uga"ao em 220 V Trianqulo Uga"ao em 380 V Estrela (b) (e) Fig. 6.3 1,25 X 15 = 18,75 cv (13,98 kW) Este dado deve ser considerado no dimensionamento dos condutores. T5 ::~-" OBSERVACAO: Fator de service e 0 fator pelo qual pode ser muItiplicada a potencia nominal, sem aqueci' menta prejudicial, porem com queda do fator de potencia e do rendimento. Exemplo: urn motor de 15 Cv (II kW), com corrente nominal de 40 A, fator de service 1,25, podera sofrer a seguinte sobrecarga: o fator de service e aplicado a motores de usa nao-permanente. T4 L1NHA z~, ou CATEG. B L1GAQOES Tensao Inferior (Triangulo) 1,25 X 40 = 50 amperes 1 FS FS 1,25 TIPO K marc a comercial e tipo; modelo; mimero; tensao nominal; numero de fases; tipo de corrente (continua ou altemada); frequencia; potencia nominal; corrente nominal; rotacao nominal; regime de trabalho; mimero de carcaca (frame); aquecimento permissfvel ou classe do isolamento; letra-codigo; fator de service 1.425 1.715 REGIME Os motores eletricos possuem uma placa identificadora, colocada pelo fabricante, a qual, pelas normas, deve ser fixada em local bern visfvel. Para se instalar adequadamente urn motor, e imprescindfvel que 0 instalador saiba interpretar os dados da placa. Estes dados sao: ~.a.w B5K182AG104 N.o VOLTS 220/380 FASES - - - .- 235 Ii Para motores trifasicos, americanos, de 760/380 volts, podemos ter a seguinte identificacao: os terminais .·2·3 sao ligados 11 linha; pelo processo anterior, temos as seguintes bobinas (Fig. 6.4): .......... 236 Instalacoes Eletricas Instalacoes p.r. Forca Motriz Linha Linha '\11,1: Assim, os materiais isolantes foram cIassificados pela NEMA de acordo com a Tabela 6.2. :~ :~ :~ ] ,:~ J 237 li~'I'!Ii'a"I' !.~ ~!1!\ ~r" Tabela 6.2 Classificacao dos Materiais IsoIantes Linha 10 11 12 Tensao superior Bobinas em serie lJ 'fl' tt" 4 10 11 6 Duplo-estrela 380 V (b) o Algodao,seda, papele substanciasanalogas,quandonao impregnadas de oleo. A Algodao, seda, papeletc., impregnados e revestidosde esmalte sobre os condutores. B (e) C Fig. 6.4 Ligacao em estrela. ~~' TemperaturaMaxima eC) 12 Tensao inferior Bobinas em paralelo 760 V (a) 5 Isolante Classe . 90 105 Mica, asbestos, vidro e outras substancias inorganicas, combinadoscom substancias organicas de uniao, 125 Mica, asbestos,vidrorevestidocom silicone. 175 ~r Estes motores podem ser Iigados em triangulo ou em estrela. Quando se usa a tensao superior (440 V), a ligacao e em serie e, quando se usa a tensao inferior (220 V), a ligacao e em paraIeIo (Fig. 6.5). 6.1.2 Esquemas Tipicos para Instalacao de Motores Linha 6.1.2.1 Alimentacao Linear Comum 3 6 9 CDF PA PR S PM CM MCS RP - Tensao superior Bobinas em sene Trianqulo-serle 440 V (a) Linha 9 il Centrode distribuicao de torca Protecao do alimentador Protecao do ramal Separadora Protecaodo motor Controle do motor Motor Controle do secundario Reostato de partida Iii ii [' IIi II " II Fig.6.6(a) 4 10 5 11 6 ;! 12 Tensao inferior Bobinas em paralelo Ouplo-trianqulo paraleJo 220 V (b) ~r= '0- Fig. 6.5 Ligacao em triangulo. OBSERVAi;AO: Os motores de origem alema tern as bobinas marcadas com as Ietras.U-V-W(entradas) eX­ Y-Z (saidas), sendo que a linha e designada por R-S-T. Classe de isolamento A sobrecarga de qualquer motor traduz-se por elevacao de temperatura e esta elevacao de temperatura pode . danificar 0 isolamento dos condutores das bobinas. , Mesmo esquema trifilar (a tres fios): . ~ . ~ ~ ., I I: I Fig.6.6(b) " i( i1ll -r:,,',-' ~-.:;-~qf1';~(;"::';',;' : ~.-i~·· 238 ..' '. ~.:f,-,· !r~:":! ~:';j -.':.: :.:...>~--;::,; r.:: '., Instalacoes para Forca Motriz Instalacoes Eletricas OBSERVAt;:AO: Este esquema e usado quando os motores sao dispostos linearmente no terreno e suas poten­ cias sao pr6ximas umas das outras. 239 Mesmo esquema em diagrama trifilar: 6.1.2.2 Alirnentacao Radial Individual COP M Fig.6.8(b) OBSERVAt;:AO: Usado quando os ramais podem ser curtos (menores que 8 metros). Sob certas condicoes, pode-se suprimir a protecao do ramal. Fig.6.7(a) 6.1.2.4 A1imenta~ao Linear sem Ramal de Motor Mesmo esquema em diagrama trifilar: Alirnentacao \ \ j \ COF l. i ~ i _III "I ;:(} i.~ Fig.6.7(b) Fig.6.9(a) Diagrama trifilar: OBSERVAt;:AO: Este esquema e usado quando as posicoes dos motores no terreno sao muito afastadasou quando as potencias sao muito diferentes. COP 6.1.2.3 Alirnentacao Linear com Ramais Curtos M ~i' I I 1­ co, Fig.6.9(b) OBSERVAt;:AO: Usado quando os motores ficam junto ao aIirnentador. Nao ha necessidade de protecao do ramal. Alimentador ------.-­ .1.2.5 Alimentacao de Pequenos Motores nos Circuitos de Luz PM PM COL ;;:..;. M M Ulmpadas Fig.6.8(a) Fig.6.10(a) <..~ 240 241 :'It e de 5%, dos quais ~I~~~~:! Instalacoespara Forca Motriz Instalacoes Eletricas 6.1.3.2 Dimensionamento pela Queda de Tensao Em diagrama bifilar: Como ja foi visto, a queda de tensao admissfvel pela NBR-5410 para circuitos de forca "",•. 1 4% podem ser perdidos nos alimentadores e 1% nos ramais. ;1 As seguintes expressoes podem ser usadas: _ Para circuitos monofasicos ou para corrente continua: ~~ S=2p'ifl u - Para circuitos trifasicos: ¢~ S=.j3plII Fig.6.10(b) l l_ I, u onde: 6.1.3 Circuitos Alimentadores S = secao em mrrr'; . p = resistividade do cobre 6.1.3.1 Dimensionamento pela Capacidade de Corrente o limite de . que 125% da corrente nominal do maior motor mais a soma das correntes nominais dos motores restantes servidos pelo alimentador. Simbolicamente: I '= 9-,," Urn alimentador deve abastecer os seguintes motores: - elevador social elevador de service bomba-d'agua bomba derecalque de esgotos exaustor - 10 - 7,5 5 I I cv(4p610s); cv (4 p610s); cv (2 p610s); cv (2 p610s); cv (2 p610s). ~. i 26,6 I 220V 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 (amperes) 26,6 20,6 13,7 3.34 + 20,6 + 13,7 + 3,34 + 3,34 = 74,23 A Pela Tabela 4.6, verifica-se que deve ser usado no minima 0 cabo de 25 mm-, 1I0V pvcno Corrente = 1,25 x I Condutor de Serie Metrica (mrrr') Pela Tabela 6.8, tiram-se as seguintes correntes aparentes: I (alirnentador) m f I,' somat6rio Tens6es Nominais SolUfll.O 10 cv 7,5cv 5 cv I cv n , . (alumfnio); I x Metros - :i 'I ii II Sistema Monofasico Sistemas Monofasicos ou Corrente Continua Dimensionamento dos condutores pela maxima queda de tensao Todos os motores sao de inducao, com rotor em gaiola e partida direta, tensao 220 volts - 60 Hz. Qual a capacidade de corrente deste alimentador? Motor 1 ohm-rnrn- Tabela 6.3 Escolha do Condutor em Funcao dos Amperes + lIn (motores restantes) Exemplo 1 m ~ (cobre) ou - I = corrente aparente; u = queda de tensao absoluta; I = comprimento em metros. conducao de corrente dos circuitos alimentadores dos motores eletricos nao devera ser menor I (alimentador) ;;" 1,25 In (maior motor) 1 ohm-rum? = 1% 0,5% 2% 1% 3% 1,5% 4% 2% 5% 2,5% I 6% 3% ij I 7% 3,5% I 8% 4% Amperes x Metros Condutores Singelos de Cobre - Modo de Instalar de A-B-C-D (TabeJa 4.4) 46 77 123 185 308 493 770 1078 1540 2156 2926 3696 4620 5698 7392 9240 12320 15400 92 154 246 370 616 986 1540 2156 3080 4312 5852 7392 9240 I 1396 14784 18480 24640 30800 139 231 37.0 554 924 1478 2310 3234 4620 6468 8778 II 088 13 860 17 094 22176 27720 36960 46200 185 308 493 740 1232 1971 3080 4312 6160 8624 II 704 14784 18480 22792 29568 36960 49280 61600 231 385 616 924 1540 2464 3850 5390 7700 10780 14630 18480 23100 28490 36960 46200 61600 77 000 277 462 739 1109 1848 2957 4620 6468 9240 12936 17556 22176 27720 34188 44352 55440 73920 92400 323 539 862 1294 2156 3450 5390 7546 10780 15092 20482 25872 32340 39886 51744 64680 86240 107800 367 616 986 1478 2464 3942 6160 8624 12320 17 248 23408 29568 36960 45584 59136 73920 98560 123200 II 'il I, Ii IiI i i r : ; I ohms-rnm? 2p"'i,Il , abela calculada pela formula: S = - - - , onde p = ; I = corrente na Iinha em amperes' 1= . u 56 m ' distancia em metros; u = queda de tensao admissivel em volts. ; T Ii . ,.~' .. ~. '-1 ~:I , ~ . .v' ,:.' • ~;~~i'1~~ ... , , . :." •• : :, (j~"" 242 :-, I:, i:' '.:':-J ~~'I.~ '~~~" ' 243 Instalacoes para Forca Motriz Instalacoes Elenicas Simbolicamente, Tabela 6.4 Escolha dos Condutores em Funcao dos Amperes X Metros - Sistema Trifasico I (protecao do alimentador) .;; I (protecao do ramal de maior capacidade) (motores restantes) Sistemas Trifasicos Dimensionamento dos condutorespela maxima queda de tensao +kI 6,1.4 Circuitos dos Ramais Tens6es Nominais entre Linhas Condutor de ~ h ' ." 220 V 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 380V 0,57% 1,154% 1,732% 2,3% 2,9% 3,4% 4,0% 4,6% pvcno 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 106 178 284 426 711 1137 1776 2487 3553 4974 6751 8527 10 659 13146 17054 21318 28424 35530 213 355 568 853 1421 2274 3553 4974 7106 9948 13 501 17054 21318 26292 34109 42636 56848 71060 320 533 853 1279 2132 3411 5329 7461 10659 14923 20252 25582 31977 39438 51 163 63954 85272 106590 426 711 1137 1705 2842 4548 7106 9948 14212 19891 27003 34109 42636 52584 68218 85272 113696 . 142 120 533 888 1421 2132 3553 5685 8882 12435 17765 24871 33753 42636 53295 65730 85272 106590 142120 177 650 639 1066 1705 2558 4264 6822 10659 14923 21 318 29845 40504 51 163 63954 78877 102326 127908 170544 213 180 746 1244 1990 2985 4974 7959 12435 17410 24871 34819 47255 59690 74613 92023 119381 149226 198968 248710 o limite de conducao de corrente dos condutores dos ramais para motores eletricos devera ser pelo rnenos igual a 125% da corrente nominal do motor para service continuo. Amperes x Metros Condutores Singelosde Cobre- Modode InstalarE-F (Tabela 4.4) Serie Metrica (mm') 6.1.4.1 Dimensionamento pela Capacidade de Corrente Simbolicamente: 853 1421 2274 3411 5685 9096 14212 19897 28424 39794 54006 68218 85272 105169 136435 170544 227392 284240 ~ ohms· mm' ; I = corrente na linha em amperes (ver u 56 m Tabela 11.5); I = distancia em metros; u = queda de tensao admissfvelem volts. I (ramal) ;;. 1,25 I, (motor) 6.1.4.2 Dimensionamento pela Queda de Tensao Usa-se a mesma expressao dos alimentadores, porern toma-se a queda admissivel de 1%. 6.1.4.3. Protecao dos Rarnais contra Curtos-circuitos Acapacidade de protecao dos dispositivos de protecao dos ramais de motores devera ficar compreendida entre 150 e 300% da corrente nominal do motor, conforrne 0 tipo do motor. ATabela 6.5 da a percentagem a ser usada pelos dispositivos de protecao (GE). OBSERVA<;:AO: I - Essa capacidade pod era ser aumentada ate 400% em condicoes de partida muito severas. Tabela 6.5 Protecao dos Rarnais dos Motores Tabela calculadapela formula: S = 2 pI, II , onde p = Motores sem Tipo do Motor Exemplo2 Metodo de Partida Trifasicos de aneis temos: -J3 (26,6 X 30 + 20,6 X 30 + 13,7 X 10 + 2 X 3,34 X 5 = 3,22mm Letra-codigo Letra % 300 A B ateE FateV 150 250 300 Com tensao reduzida Corrente nominal Ate 30 A - 250% Acima de 30 A - 200% A B ate E FateV 150 200 250 - 150 A plena tensao - elevador:30 metros; - bombad'agua: 10 metros; - exaustore bomba de recalque: 5 metros; Motores com (%) Monofasicos, trifasicos de rotor em gaiola e sincronos Se no Exemplo I admitimos as seguintesdistanciasao CDF: S= Letra-codigo 2 56 X 220 X 0,04 Entao sera usado 0 cabo de 25 mrn"pelo criterioda capacidadede corrente, pois a bitola do cabo e maior do que pela queda de tensao. 2- Podera ser dispensada esta protecao, nas mesmas condicoes descritas para os ramais de ilurninacao e tambem quando 0 ramal for menor que 8 metros (esquema 6.1.2.3). 3-A Tabela 80 do Anexo J da NBR-5410 estende a Tabela 6.5 a outros tipos de motores, de partida e letra-c6digo. 6.1.3.3 Protecao dos Circuitos Alimentadores contra Curtos-circuitos NOTA: Para motores de origem americana aplica-se na sua placa uma letra denominada letra-c6digo, que A capacidade nominal dos dispositivos de protecao dos circuitos alimentadores de motores nao devera;' maior do que a adequada ao ramal, que exige protecao de maior capacidade, mais a soma das correntes no nais dos motores restantes. nIna indicacao da relacao entre a potencia em kVA demandada da rede por HP de potencia do motor no Com 0 rotor preso (locked rotor test). tabela a seguir nos fomece a letra-c6digo. -244 lnstalacoes Elctricas Instalacocs para Forca Motriz Tabela 6.6 Letra-codigo Letra-c6digo A B C rE F G H J K L M N P R S T U V Exemplo kVAlHP com Rotor Preso de de de de de de de de de de de de de de de de de de de 0 3,15 3,55 4,0 4,5 5,0 5,6 6,3 7,1 8,0 9,0 10 11,2 12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 a 3,14 a 3,54 a 3,99 4,49 a 4,99 a a 5,59 a 6,29 a 7,09 a 7,99 8,99 a a 9,99 11,19 a a 12,49 a 13,99 a 15,99 a 17,99 a 19,99 22,39 a em diante Entao, a regulagemdo rele devera ser: 15 X 1,15 c) = 18,75 amperes ':ill tt ~~!I ~ , ~ 6.1.7 Dispositivos de Seccionamento e Controle dos Motores Osdispositivos de seccionamento devem atuar sobre os condutores vivos da instalacao, em sua origem. "~.' .Nossistemas em que ha condutor terra e neutro separados, 0 neutro nao pode ser seccionado; em nenhum r'sistema 0 condutor terra pode ser seccionado. Cadamotor devera ser dotado da chave separadora individual colocada antes do seu dispositive de prote­ ~Iiio, exceto nocaso de varies motores acionando as diversas partes de uma mesma maquina, caso em que se ~;usa uma unica chave para 0 conjunto. .~. Osdispositivos de controle dos motores devem ser capazes de partir e parar os motores mesmo que 0 motor tejatravado. Capacidadedas chaves separadoras: It a terra. OBSERV A<;AO: Podem-se usar fusfveis comuns, desde que 0 motor parta com tensao reduzida e os porta- . fusiveis fiquem fora do circuito na partida. b) = 17,25 amperes Sefosse perrnitidaa elevacaode 40'C na temperatura, a regulagem seria: 15 X 1,25 l.~ ~"If t: t~i 1, = 15 amperes Dispositivos usados: Fusfveis de ac;aoretard ada em todos os condutores do ramal naoIigados 'W ~11'", Qual devera ser a regulagem da chave magnetica de protecao de urn motor trifasico de 5 cv (3,72 kW), 220 volls, 60 cis, sem indicacaode temperatura? Pelatabela tira-se a correntenominal: 6.1.5 Protecao contra a Sobrecarga e Curto-circuito dos Motores a) 245 Chaves magnetic as com reles termicos (disjuntores), usadas na partida e protecao dos motores. Osreles sao instalados nos condutores-fase dos circuitos monofasicos, ou apenas em duas fases de urn ramal trifasico. Reles termicos nao-ajustaveis, fazendo parte integrante do motor. 6.1.6 Protecao dos Motores contra Sobrecargas Para motores cuja elevacao de temperatura admissfvel seja de 40'C, ou com fator de service igual ou SU~­ rior a 1,15, a capacidade nominal dos dispositivos de protecao devera ser de 125% da corrente nominal 0 motor e de 115% nos demais casos. Simbolicamente: 1m = 1,15 a 1,25 In Para motores ate I cv, com partida normal, proximo a rnaquina acionada, 0 dispositivo de prote~ao do ra­ mal e 0 suficiente. U samos para protecao de motores os fusfveis comuns ou disjuntores termicos. Os fusfveis. para a:: der bern ao fim .a q~e se destinam, devem ter ~m certo ret~rd? pa.ra na~ atu~rem .c?m a corrente d~ Pados. da, que pode atmgir 10 vezes a corrente nominal, Os reles terrmcos sao dispositivos, em geral,yg ", em serie com os circuitos de controle das chaves magneticas, desligando-as quando a corrente aUnge, certo valor. . ' ~­ ~II \: :1; a) Para motores fixos em geral, a capacidade da chave devera ser, pelo menos, de 115% da corrente nomi­ nal do motor. b) Para motores de potencia igual ou inferior aI,S kW (2 cv) e tensao inferior a 300 V, 0 controle pode ser feito por interruptores de usa geral mas com capacidade de corrente igual ou superior ao dobro da cor­ rente nominal do motor. :1 II il .1.8 Partida de Motores Emquase todas as concessionarias de fornecimento de energia eletrica perrnite-se partida direta para mo­ .es ate5 cv (3,72 kW). Entende-se por partida direta, a partida com a tensao de abastecimento. Acima desta potencia usam-se dispositivos que diminuem a tensao aplicada aos terrninais dos motores e, ta maneira, limita-se a corrente de partida. Tais dispositivos sao: ,'j:, 'f: .:: Ii II I. Chave estrela-triangulo (ver Fig. 6.11) motor e de inducao, trifiisico e com rotor gaiola. Vamos estudar 0 funcionamento de uma chave deste tipo, usando os equipamentos da marca Siemens. Esta chave pode ser manual ou automiitica e se aplica quando I 0 a) Acionamento por botao, 0 acionamento desta chave pode ser por botao ou por chave. No acionamento por botao, a operacao e a seguinte: o botao de comando b I aciona 0 contactor estrela c2 e, ao mesmo tempo, 0 dispositivo de retarda­ mento dl; 0 contato fechador de c2 atua sobre 0 contato de c l, fechando a bobina cl do contactor da rede, Assirn, 0 motor parte em estrela. Decorrido 0 tempo de retardamento, 0 contato abridor dl opera, e 0 contactor estrela c2 e desligado. Quando 0 contato abridor de c2 abre, fecha 0 contactor triangulo c3, pois 0 contato fechador de cl ja eSlava fechado quando c I ligou. 0 motor opera em triangulo. Se quisermos parar 0 motor, aciona-se 0 ~Ot1'io bO, interrompendo 0 contactor de rede c I. 0 contato fechador de c I abre-se; 0 contactor triangulo e desligado e 0 motor para. I) Acionamento por chave. 0 dispositivo de comando b I liga e desliga os contactores como no aciona­ . mentopor botao. . ii ;1 i I: .·.,;i~: ~.; 246 ..,;.,-" ·.,·f,·..·. -::"'>/';!".. Instalacoes par. Perea Motriz Instalacoes Eletricas '" 247 0 0 > 0 g: N I ~ CO .c c (; c. ­ .9 c: Ql J: E 0 <0 c: CO 0 1 eo ~ ~ Ql eC 0 zs -c '" ~ 0: 0 c Ql "0 CO 0:r-rl E CO ". m l CO is I ~ I 0 ,co - I~ I a .c 8- ~'" ~ j; :g ~ c ;> co 0 - 0: " " c: ~ '-c" ...." ... '<0 .~ r.. E1 co Ql "0 co E co g, is 3.Partida de motores trifasicos com rotor de aneis (ver Fig. 6.13) T T N>­ '" 0 > ~ ° N J: g I '" ~ 00 -c \S II ,1 ';; 2. Compensador ou autotransformador de partida (ver Fig. 6.12) a) Acionamento por botao, 0 botao de comando b I aciona a bobina de c leo rele temporizado dl. Assim fecha-se 0 contato fechador de c I e a bobina de c3 e energizada. 0 motor parte com tensao reduzida e fecha-se 0 contato fechador eo contato de selo de c3. Decorrido 0 tempo pre-ajustado, 0 rele dl comuta a ligacao, entao abre-se 0 contato fechador e fe­ cha-se 0 abridor de c I; energiza-se a bobina c2. Assim, abre-se 0 contato abridor de c2, e a bobina de c3 edesenergizada e 0 motor parte com tensao plena. Quando se deseja parar 0 motor, aciona-se 0 botao bO, 0 que desenergiza a bobina c2 e 0 rele comutador, parando-se 0 motor. b) Acionamento por chave. A chave de comando blliga e desliga como no acionamento a botao. 0 2­ .E Fig. 6.11(a) _. '" - :~~ ." '0c ~ 1'0 .0 r \.<-. ;t: ..c c ..c 0 0 OJ) ~Ql E co '" ~ ----<>-- Contato abridor Til C'~ 0- Rele temporizado ~0 - C2m Contato fechador .2~ C3 C3 C2 ~ m2 '-+- C2 C3 m,@W C 3 d1 dt Acionamento por botao Acionamento por chave Fig. 6.12 Diagramas de partida automatica de motores com autotransformador (Siemens), Fig. 6. 12(a) :r.ll,:,l'!'~' " Diagrama de torca 3-60Hz/SBOV T 1-60Hz/220V AO~ .3 .2 0 e, C'~ iY b o I*l or II.' Diagramas de contrale Diagrama de torca Diagrama de controle 1_60Hz/220V 1-60Hz/220V 3-60Hz/380V -E3­ ~ ~1 ee 3 2 t-t=t==ii I "~ ::~-~~ f Do n\~ .2 * bl~'-- ­ 'j C2 u rv tw C, m, N • C1 + Acionamento por botao Fig. 6.13( a) Partida de motores trifasicos com rotor de aneis (Siemens), Y C, M 3- Acionamento por chave Fig.6.13(c) Fig. 6.13(b) Inversao do sentido de rotacao de motores (Siemens), ,', :-~ .:~ ; ------------~~-~ "-~~~:.- : ,~"., '. .rF!if&iF ~ ;;:-.~ ~ ~t~ -ii '.;,;;, 250 .. ~ .. ;'~'!~'J.;",~ ' '.__ ~_~ ~.,., .. ,..r: '<::.- ."::'. ·:.:'·"'.<'i~ :,'.' . i-. '" _.::,~:~", '.'- ,;-~; Instalacoes para Forca Motriz Instalacoes Eletricas Exemplo de dimensionamento da protefiio: Retomemos 0 Exemplo I e suponhamos as caracteristicas dos motores: Elevaciio da Temperatura Motor 10 7,5 5 I cv (7,36 kW) cv (5,52 kW) cv (3,68 kW) cv (0,74 kW) . . .. ~.~ Centro de dlstribuicao 40'C 40'C Sem elevacao Sem elevacao A A A J de torca Ch. Cabo 25mm 100A I 10 7,5 5 I 220V ·60Hz Ajustagem 1,25 X 26,6 = 33,25 amperes 1,25 X 20,6 = 25,75 amperes 1,15 X 13,7 = 15,75 amperes 1,15 X 3,84 = 4,41 amperes cv (7,36 kW) cv (5,52 kW) cv (3,68 kW) cv (0,74 kW) ,L 10m 5m I. Protecao dos motores (ajustagem da chave magnetica): Motor 30m sec. 100 A ,L 2 I ~'" l Ch. sec. 15A 1,5 mm 2 1 -------j 25A 35A c h. sec. 15A 1,5 mm 2 Ch. mag. ~ "en. mag. ~"\.10·15A 10-15A 2. Protecao dos ramais: 1':. Motor -----10 7,5 5 I -] cv (7,36 kW) cv (5,52 kW) cv (3,68 kW) cv (0,74 kW) Amperagem 1,5 X 26,6 = 1,5 X 20,6 = 1,5 X 13,7 = 3,0 X 3,84 = 39,9 30,9 20,55 11,52 ] Fuslvel Indicado 45 amperes 35 amperes 25 amperes 15 amperes 3. Protecao do alimentador: 45 + 20,6 + 13,7 + 3,84 + 3,84 = 86,98 amperes ~~ 't~ B. exauslor 1 cv B. recalque B. d'agua Elevador Elevador 5cv 'n=13,7A 10 cv (n=26,6A 7,5 cv 'n=20,6A (n=3,84A 1 cv 'n=3,84A letra-c6digo = J sem elev. temp. letra-c6digo = J letra-ccoiqo= A semelev. temp. semelev. temp. letra-c6digo 40° elev. =A letra-c6digo =A 40° elev. OBSERVA<;AO: Motores de inducao, rotor em gaiola, trifasicos, partida a plena tensao (direta). Fusivel indicado: 100 amperes Fig. 6.14 Exemplo de dimensionamentode uma instalacao de motores. A Fig. 6.14, adiante, complementa 0 exemplo. 6.1.9 Potencia Necessaria de urn Motor A escolha de urn motor para uma detenninada aplicacao euma tarefa que exige 0 conhecimento de inuIll:' ros dados relativos aoperacao que se tern em vista. Assim, por exemplo, podemos necessitar de uma opera~ao continua com carga estavel (caso das bornbas-d'agua) ou operacao continua com carga variavel (caso dOl compressores de ar); tambern podemos ter operacoes descontfnuas, com variacao e inversao de rotayao. Em suma, e urn problema que deve ser estudado em detalhe pelo instalador. Para fixar ideias, calculemos a potencia necessaria para motor de guincho, de acordo com os dados do es­ quema da Fig, 6.15: - Relacao de engrenagens = - ..!... = 0,1; 10 Rendimento da transmissao mecanica: 45%; Carga = 800 kg (incluindo 0 peso do cabo e roldana); Velocidade do cabo = 45 metros por minuto (a da carga sera a metade); Diametro do tambor: 0,40 m; Diametro do volante: 0,60 m; Fig. 6.15 251 \': 252 Instalacoes para Forca Motriz Instalacoes Eletricas 253 .~ N = rotacao em rpm. - Diametro da polia do motor: 0,15 m. '·I/;,r,., p=TXN p=FXV ! j~.!( ~,; 5250 75 4 onde: onde: :­ I:' P = potencia em HP; p = potencia em cv; F = forca em kg; V = velocidade em m/s. T = conjugado ou torque em lbft; N = rotacao em rpm c) Elevacao de temperatura: na placa do motor, obtem-se dados sobre a elevacao de temperatura permissi­ vel, em geral 40·C. Caso nlio.ha.ll!.indica9ao,nao permite elevacao, Os motores a prova de pingos per­ mitem sobretemperatura de 40·C e os Ii prova de explosao, 55·C. Aumento de 10·C acima do pennitido diminui 50% na vida do isolamento. -d) Fator de service: tendo em vista a economia, pode-se escolher urn motor com potencia pouco inferior Ii da maquina operatriz, sem 0 menor risco, desde que a tensao, 0 numero de fases e a frequencia sejam as nominais. Este dado, como ja foi visto, e indicado na placa do motor. Aplicando os dados: F'= 800 = 400 kg 2 = 890 kg F= 045 890 X 45 = 8,9 cv P = 75 X 60 400 Exemplo Qual a rotacao necessaria do motor? Hi - Rotacao do tambor: " Urnmotorde 20cv (14,91 kW) e fatorde service de 1,25podeacionaruma maquina operatrizde ate 20 X 1,25 = 25cv (18,64kW) (25% superior a sua potencia nominal). V 'IT·d - Rotacao do volante: n2 = 36 = O,l 360 rpm ;:t e) Velocidade do motor: precisamos saber se 0 acoplamento do motor Ii maquina acionada e direto ou in­ direto (engrenagens, caixasredutoras, polias com correias ou cabos). Os dados da placa do motor refe­ rem-se a rpm em plena carga; em vazio, a rotacao dos motores de inducao e ligeiramente superior. Os motores de corrente continua tipo serie nao podem partir em vazio. Na Tabela 6.1 temos as velocidades sincronas em funcao do mimero de poles e da frequencia, Na maioria dos motores, emprega-se a rotacao constante. 'l:~~' <;;; I~' I , I­ I' - Rotacao do motor: II Exemplo: Bombas,compressores, ventiladores, tomos etc. n = 360 X 0,60 0,15 = 1440 rpm Motor escolhido: 10 cv (7,45 kW) - 1440 rpm - 4 poles de inducao, 6.1.10 Regras Praticas para a Escolha de urn Motor Embora 0 assunto mereca urn estudo mais profundo, em especial para grandes potencias, podemos sugerir a seguinte sequencia para se escolher urn motor: a) Dados sobre a fonte de energia: continua ou altemada, monofasica ou trifasica, frequencia de 50 ou60 cielos/segundo. b) Potencia necessaria: devera ser a mais proxima possivel da exigencia da carga (nem muito acima­ baixo rendimento, nem muito abaixo - sobrecarga). Formulas: _ FXV _ CXN P -----75 onde: p = potencia em cv; F = forca em kg; V = velocidade em m/s; C = conjugacao em kgm; 716 Quando ha necessidade de variar a rotacao, pode-se usar: para pequenas potencias (fracao de cv), reostato divisor de tensao e para maiores potencias, motores de corrente continua ou de inducao com rotor bobinado. Se 0 motor aciona a maquina operatriz por meio de correia, deve-se manter a correia razoavelmente frouxa, pois correias muito apertadas se estragarn, alem de trazer danos aos mancais e ao motor; elas aumentam a potencia necessaria Ii maquina, Correias em V devem ser preferidas. Para motores maiores que 1/2 cv (0,37 kW), duas ou mais correias em V em paralelo dao melho­ res resultados. Evitar escolher po lias muito pequenas, pois nestas a superffcie de contato pode ser insuficiente, causando deslizamento e reducao na vida das correias. A Tabela 6.7(a) ajudara na escolha das polias para as diferentes velocidades na maquina operatriz. Esta tabela epara urn motor de 1 750 rpm. . f) "Torque" ou conjugado: precisamos saber se 0 motor parte em vazio ou em carga, para escolhermos urn motOr de baixo ou alto conjugado de partida. Segundo a ABNT, os motores de baixo conjugado de par­ tidasao da categoria B (K para a NEMA) e os de alto conjugado de partida, da categoria C (KG para a NEMA). Exemplos de baixo conjugado na partida (categoria B ou K): ventiladores, bombas centrifugas, ser­ ras, tornos, transportadoras sem carga, compressores centrffugos etc. Exemplos de alto conjugado na partida (categoria C ou KG): bombas e compressores recfprocos, trans­ POrtadoras com carga etc. Conjugado maximo: devemos escolher sempre urn motor com urn "torque" maximo pelo menos 30% maiorque os picos de carga. A Tabela 6.7(b) da os conjugados maximos dos motores de 60 cis, com uma velocidade. ;'..',;y ..-". . H I; ,I .~-~) :'<~f<';' ii i: ! i! "'-"~;";~~:~~-';-. : ',--:";' . ~ .....l:-\-~"_~~l··~ ~ : ;';~.~:,:~-, 10.'·:';:_':,:; \ .. .' 254 _- '-" _-,:,:~..>:. ".~ .?_; . :.::~ .•r-, :.;' ~;;~'.;';.,;.::c.; . Instalacoes Eletricas Instalacocs para Forca Motriz 255 -00 ~ \rjO\rlOV1 ____ N -~\OO\- Ol,f)l,f)V)O ~oor-r:-C"1 NC'1M~\O Tabela 6.8 Motores Trifasicos com Rotor em Curto-circuito - Carcacas 71 a 132 tnCOV)l,f) \OV)~NN t-o-.--.;tt­ ~' ~~~ ~ ~~8g~ --NNN V)V)QV'l\r'j ~ t::N~~~ V)V)OV'ltr) oo-.;t\Or--.;t NM-.;tV'lt­ V) OV'l V) 0 V1Mt--r"'l M-.;tV'lt-O\ V) 0 -'o:;t"t-Nt­ O'\-("")t-O - __ N cv a O'V)-Ci -.;tV1t-OO­ -\O--.;too C"i-O\oN - ~ 00 S -o ~ ~.., 1'--0 'Ci~ oj 0 ~~ ..0 .., <':1-0 ~ 0 ~ ,'"8 is ~ ee \ONt-MOO NMM-.;t-.;t QV'lOOV) ("")O\\OMO\ 0,75 I 1,5 l,f)\r)V)oo t-Nt-oeO --NC"lM MM~V)\r) trl\Oooo-.;t -.;t-\Or-o ~~ -NNC"'l("'j OOOV)V'l 00000 \OO\ONN \'oOOQMt­ ~~~ Nl.rl 00 r-t­ -\O-O\t­ NNMM-.;t "0 ~ <5 p.. S c '" "'" -e- '5 OV)OV1V1 OOl,f)l,f)Q -.;tV'l\O\Or- OCOMr-N ("")-ooot­ V'lr-r-N-.;t OV'lOQtrl -.;t-.;tV)\r) \0 V) \0 t-oo 0\ V'lQV'lOa r-O\Nl,f)O\ ONT"'--~r- ---NN C' "" ::g '" '" "0 ;.g'" v)oov)o ...... VlO-.;tO\ [-ooO-N ~~~ p.. '" S b "0 0 c OOOV'lQ l,f)M 0 I:-\rl ---- ooONM\rl '" S '''' 0 ~ oecoV') V)-.;t-.;tMN O\-("'jtrlr- ---- '" '" ~ '" ~ ~ \rlOOV'lO r-O\ON('f') - ..................... ON \rl t-O\ ...... 0l,f)l,f)00 C"it-Nt-O N~r-O\N ....... _ .............. N V')V"'l\r)l,f)Q MNO\\DM COOOO V'lV)Mt"-a r--.;t ............ N NM-.;t\r)\O oacoo V') O\D r-Vl -.;tM ..... -.;tr­ M-.;tl,f)\Ot­ 8~8~1 -e- l,f) \D 00 -.;tr-Noor­ \Or-O\\.O --NNM V)OV'lOO Nr-r-V')oo r-or--.;t-.;t -NNM-.;t ~8~ '" '" '" ...... N l,f)~(V)\O l,f) "'''' 00000 00 N_cn..~ V"'lV"'l000 C"iNOo\OO 00l,f)0V'l 0 t-V"'lt-l,f)t­ 0 .............. NNN NC"i~\rlr- ~ v)V"'l0V)0 Nt-Ot-O 00000 ~ ....... NNNC"i C"i~V)\OOO 0 0"0"0 t-O~t- ....... 00~V"'lt-~ V)~0\rll,f) ~-1,f)000\ ~ 0 ]13 "''''''''''''' ~i 2 ,,":;: 3 ~; 5 ~, 7,5 ~' ~ § :b:00 s ~ onE s ,5 '0 ~ os ,~ ~ 10 15 ~~~ ~~'" ~ S S NC"i~I,f)\O kgm' Pre90 0,5 'I 0,75 : 1 , 1,5 "'~ > > > 3 t-~Nt- () e 5 , 7,5 t- _ _ o o o c ...-fOlOOO ....... N (V) V) ~et'l . ~' 10 ~, 0,37 80a6 0,55 80b6 0,75 80c6 1,1 9056 1,5 90L6 2,2 lOOL6 4 13256 5,5 132Maf 7,5 132L6 10,8 11,2 12 16,3 18,7 26 57,5 70 79,5 1 160 1 150 1130 1160 1150 1 150 1160 1150 1165 2,30 3,26 3,65 5,13 7,45 lO,2 14,9 21,1 31,0 1,33 1,88 2,11 2,96 4,30 5,87 8,60 12,2 18,0 67 70 72 80 75 81 85 86 85 0,62 0,63 0,73 0,72 0,70 0,70 0,77 0,79 0,72 4,6 4,2 3,8 4,7 5,1 5,9 6,0 6,4 6,7 190 180 170 170 170 170 160 160 160 0,308 0,465 0,631 0,927 1,25 1,88 3,07 4,68 6,18 0,0091 0,0095 0,0110 0,0220 0,0260 0,0490 0,1150 0,1650 0,2060 12 16,3 16,7 22,5 26 38 71,5 860 865 865 860 845 860 860 2,80 4,70 5,00 7,10 7,00 13,5 18,8 1,60 2,70 2,90 4,10 4,00 7,73 10,9 61 66 68 74 77 77 78 0,57 0,50 0,56 0,54 0,72 0,60 0,67 3,4 3,5 4,0 4,5 4,1 3,8 5,1 175 175 175 175 130 130 130 0,417 0,01I0 0,620 0,0220 0,828 0,0260 1,25 0,0390 1,69 0,0490 2,50 0,0680 4,20 0,1640 'I; '" '" I I I I I I I I I ,,11 8 p610s _ 900 rpm ;~ ;r­ r---­ ;' ~ 0,5 ' : 0,75 '. 1 j c'I,5 ",,:23 \., ..................... NN kgm IPIIN TPrrN % ,,­ ..... u ~ 'i? I I I 4 p6Jos- [ 0,5 ~, 0,75 ii, I § 1,5 ' I I I 13 i: [,~- C"iOON \rlOOOO ....-10000 ..o,~ oj i? I ~'_+'- - ­ i 15 0\rl00V) t-t-~N ~8888 NNNN NNNNN 81 ~ ~~~~ I'­ l:!l ~ IO lNN(""H'~N "0 c 10 .g 00 ~ ~ 5 7,5 ~V)\rlV) '0 ~~ ~~ 2 3 -S C/) ~ ~ ;> ,~ ' " 00 r-- '" ~~~~~ 00 00 NNC"i~\O r-- '" ~ <:> "',...'" 00 0'" !t ~N _ _ _ _ ....... o\O\O\O\ 8 ~ ~l)V"'l0000 "''''''' 1 18 l~88g8 NNNN '" "'''''''''' ~ '"" § E ~"'''' l,f)OOV)oo s e­ ~ -NMM-.;t 00000 R :<; ,~ "'00 1 o. I I ooov')v') OO\\ONt­ "'''''0 O\NOOOO\ ~ ~t-ON\rl I I ' " ' " 00 S g~B 11,) ..... 0 s<5::g ,,,,p.. ..... --_N nov GD2 tencia cos c/J - Mt-CV)­ l,f)oaoo NV"'lOO("f')OO r- ..... l,f)NOO OV)OV'lQ rpm nominal Fator Corrente Conj. Torque de Po­ partida partida nomina 2 p6Ios - 3600 rpm 0 0 \rlO\rlOV) c 'S ,'"0" ___ :::8 b- V) V) V) V) V) NNMC""l("",) kW Peso Modelo kg Rendi­ mento 380V % OOV"lOO -.;tMNV)oo --.;tr--V"'l ---NN 8 Corrente Nominal Potencia V'lV'l 0 ~ ONl,f)OO 00 ............................ ~5 ; 0,37 80c8 0,55 9058 0,75 90L8 1,1 100La8 15 100L8 ' 2,2 112M8 4 132M8 ..,. . 256 Instalacocs para Forca Motriz Instalacocs Elctricas E evidente que, para a escolha mais criteriosa do motor, necessitamos conhecer 0 comportamento da carga. Durante a fase de partida, isto e, desde 0 repouso ate a velocidade nominal, 0 motor devera desenvolver urn conjugado, que devera ser a soma do conjugado da carga e do conjugado de acele­ "iit~ t2 n1 i12=11 t 1 = nO de dentes em 1 t 2 = nO de dentes em 2 nt + C, In1t~::~t rprn da roda t e 'iIt' n 2 =rpm da roda2 onde: CM , Motor racao. CM = C, 257 ,it = conjugado do motor; C, = conjugado da carga; C, = conjugado de aceleracao. Na rotacao nominal, C, = 0 e, na desaceleracao, C, e negativo. I"-\~ 'Q, g) Tipo da carcaca: con forme 0 ambiente em que vai ser usado, 0 motor deve ser especificado com as se­ guintes caracterfsticas: a prova de explosao: destinam-se a trabalhar em ambiente contendo vapores etflicos de petr6leo, gases naturais, poeira metalica, explosivos etc.; totalmente fechados: idem, em ambiente contendo muita poeira, corrosivos e expostos ao tempo; - aprova de pingos: para ambientes normais de trabalho razoavelmente limpos, tais como residencies, edificios, industrias etc. Na Tabela 6.8 transcrevemos as tabelas da Siemens utilizadas para as instalacoes de motores trifasicos de inducao de corrente altemada. if'. -, Fig. 6.17 Pelavariaciio do campo dos motores de corrente continua Ij.Re.. ~. d la ;i' !~'~I ___ ~ 111 6.1.11 Controle da Velocidade dos Motores de Inducao e de Corrente Continua i! i : i . Os controles das velocidades dos motores de inducao e de CC podem ser obtidos pelos seguintes proces­ sos: I I + U Por sistemas meciinicos continua Motoresem serle Tensao o motor e acionado pela energia eletrica da rede, com velocidade con stante e urn sistema mecanico que pode ser por engrenagens ou polias com correias (ver Tabe1a 6.7(a), que varia a velocidade da maquina operatriz. Motor n1 d2 "ll""2=(j1 Polias Fig. 6.18 Controle da velocidade de motores. Nestesistema consegue-se variar a rotacao dos motores de corrente continua (serie ou paralelo), variando­ a.Correnteaplicada no campo ou na armadura. E uma aplicacao de equacoes para os motores CC: E d 1 = diametro da polia1 d 2 = diarnetro da polia2 n 1 = rpm da polia 1 n 2 = rpm da polia2 Maquina operatriz E '= = CN'ep e U = E + RIa forca eletromotriz; C == constante da maquina; c N '= rotacao da maquina; I!: , '= fluxo magnetico do campo; Fig. 6.16 U '= tensao aplicada; R == soma das resistencias do circuito da armadura; I, Por sistemas hidrdulicos Neste sistema a variacao da velocidade da maquina operatriz pode ser feita por meio de uma cOO mudancas semeIhante ados autom6veis, em que a rotacao constante do motor pode variar por rneio de nagens de diferentes diametros, imersas em 6leo (Fig. 6.17). '= i ;, corrente da armadura. re/a variafiio da resistencia nos rotores dos motores de induciio com rotor bobinado (motores de antis) ste sistema pode-se variar a velocidade assfncrona, intercalando-se resistencias variaveis no circuito do bObinado,desde urn maximo (rotacao minima) ate urn rnfnimo, quando 0 rotor e curto-circuitado (rota­ ~ima). .. ".'- • \ ;. ~ J. \ '~' - • • : ." • .- ,-~~.'\~~i'"' ''', '~:-';'.. : .... ,~-':.. ,:.' .... ~~ .( . .- . ~ ~):: (,~;,.' ,~'~:'I :".:..~: ~ ... .--'0,"" ~~ 258 Instalacoes para Forca Motriz Instalacoes Eletricas 259 Pela variafiio de jreqiiencia Osmotores de inducao sao equivalentes a urn transformador onde 0 primario e 0 estator do motor e 0 se­ cundano 0 rotor. ofluxoaltemado "," resultante da tensao altemada U I no estator induz uma f.e.m. no rotor e esta f.e.m. produz urnfluxo ",", que e proporcional a tensao U2 e inversamente proporcional a frequencia: n. ex: U2 'r2 Fig. 6.19 Variacao da velocidade de motores de inducao (rotorbobinado). Para urnfluxo constante, a relacao U2 deve ser constante para se ter urn torque constante. A tensao U2 nao j pede ser medida mas pode ser calculada conhecendo-se todas ascomponentes do "circuito equivalente" do .motor. A conversao de freqiiencia aplicada ao motor pode ser feita por meio do circuito simplificado a se- Tambern se poderia variar a rotacao do motor de inducao, conectando-se urn reostato em serie no circuito do estator, 0 que provocaria a variacao da tensao do estator, alterando-se 0 "escorregamento". Esta solucao e pouco indicada devido ao excessive aquecimento quando se aplicam tensoes abaixodano­ minal. if. f Filtro Relificador T1 Pela introduciio do SCR ("Silicon Controlled Rectifier") nos sistemas industriais R Trata-se de uma ponte retificadora controlada, responsavel pela alimentacao da arrnadura dos motores de CC. Este sistema tern alto rendimento (90%), ampla faixa de variacao de velocidade, torque constanteemtoda a faixa de variacao etc. s T Pelo variador eletromagnetico T2 Urn motor de velocidade constante e acoplado 11 carga atraves de uma embreagem eletromagnetica- Aex­ citacao da bobina da embreagem tern a sua tensao controlada por urn SCR e, em consequencia, consegue-se variar 0 torque acoplado 11 carga e tarnbem a velocidade. Este metodo e muito usado, mas terncomo Iimitacoes 0 baixo rendimento, manutencao das bobinas epou­ ca precisao na regulacao da velocidade. Fig. 6.20 Pela variaciio do numero de p6los Ja vimos que a rotacao das maquinas sincronas baseia-se na relacao: _ 120j N, - - ­ (verItem6.1.1.2) p e que as maquinas assincronas (motor de inducao) giram abaixo desta rotacao por meio da rela~ao: 120j (I - s) ou N = N, (I - s) p N = - Entao, para variar a rotacao de uma maquina, podemos variar 0 mimero de p610s"p", que podeser com ou sem paralisacao da maquina e em poucas etapas ou pela regulagem do escorregamento "s", qu.e ser feita pela variacao de tensao no estator, por meio de urn SCR. Este metodo resulta em grande aqnec e vibracoes, por isso s6 e empregado em casos especiais. . Como funciona: Na redede entrada a frequencia e fixa (60 Hz) e a tensao e transformada pelo retificador de entrada em ttnua pulsada (onda completa). o capacitor (filtro) transforma-a em tensao continua pura de valor aproximado de Vd, = -.fi X V"". ESla tensaocontinua e conectada ciclicamente aos terrninais de saida pelos transistores T I a T6, que funci­ nomodo corte ou saturacao (como uma chave estatica), oControle desses transistores efeito pelo circuito de comando, de modo a obter urn sistema de tensao pul­ cujas frequencies fundamentais estao defasadas de 120·. A tensao e a frequencia de saida sao escolhidas modo quea tensao U2 seja proporcional afrequenciaj'para que 0 fluxo " seja constante eo torque tam­ o seja. stensOes de saida tern forma de onda senoidal, conforme se pode notar na Fig. 6.21 para duas frequencias enles (perfodo T e 2T). . te~sao de saida varia de acordo com urn metodo de modulacao conhecido como PWM senoidal, 0 que blhla uma corrente senoidal no motor para uma frequencia de modulacao de 2 kHz. 260 Instaiacoes Eletricas Insralacoes para Forca Motriz 261 Na Fig. 6.23, vemos 0 esquema de urn no-break estatico, cuja carga so opera em corrente altemada; daf rermos que converter a corrente continua das baterias e retificadores em corrente altemada. Usa-se urn in­ versor. ~'lil . Ill,!! Fonte normal I I 2T I Retificador Circuitos normals I~ r-~ sequranca em correntealternada Inversor .l~~ "'", ~~ T Baterias Fig. 6.21 Fig. 6.23 Instalacao de seguranca:esquema de urn no-break estatico, operando em corrente alternada. Este sistema de controle permite 0 acionamento de motores de inducao com freqtiencias compreendidas entre 1 e 60 Hz com urn torque con stante, sem aquecimentos anormais nem vibracoes exageradas, Outras vantagens sao: - rendimento 90% em toda a faixa de velocidades; fator de potencia de 96%; acionarnento de cargas de torque constante ou variavel; faixa de variacao de velocidade podendo chegar a 1:20; eliminacao de correntes departidas elevadas (partida em rampa); aplicacao em motores normalizados etc. "~~ a Norrnalmente, as baterias dao uma autonomia de 20 a 30 minutos carga. Caso a interrupcao do fomeci­ mento de energia da fonte normalleve mais que esse tempo, hi! necessidade de se utilizar urn grupo motor­ ;, gerador que substitua esta fonte. Tal e 0 esquema da Fig. 6.25, em que 0 grupo esta perrnanentemente em ;;funcionamento. ~ NaFig. 6.24 vemos 0 esquema de urn no-break rotativo da WEG muito utilizado em instalacoes de compu­ tadores (CPD). Ha urn volante para absorver as oscilacoes de tensao, Errrinstalacoes mais sofisticadas, onde e exigida maior confiabilidade, podem-se usar dois no-breaks em iParalelo ou com by-pass simples (Figs. 6.26 e 6.27), ou ainda intercalar-se urn grupo motor-gerador. ~I q t b) Instalaciies de seguranca (ou de substituiciio} permanentes, com seccionamento 6.2 INSTALAQOES DE SEGURANQA (aU DE SUBSTITUIQA.O) A NBR-54l 0 denomina as instalacoes eletricas que nao podem sofrer interrupcoes, seja por razoes dese­ guranca, seja por raz6es economicas ou administrativas, "instalacoes de seguranca" (ou "de substituiyao"). Estas instalacoes sao classificadas em quatro tipos: a) Instalaciies de seguranr;a (ou de substituiciio] sem seccionamento Neste tipo, as cargas que estao ligadas as instalacoes de seguranca estao permanentemente alimentadaspela fonte de seguranca, tanto em service normal (concessioniiria) como em caso de falha da alimentacao nonnal. Este e 0 caso dos equiparnentos conhecidos por no-break (sem interrupcao), muito usados em instalay5es de computadores, salas de operacao de hospitais etc., ou em dispositivos de seguranca (contra incendio, rouboetc.). Existem no-breaks estaticos e no-breaks dinarnicos: os estaticos usam componentes eletronicos (retifica­ dores e inversores), que transformarn a corrente altemada em continua e vice-versa, sem usar maquinas rota­ tivas; os dinamicos usam maquinas rotativas para as transformacf'es de energia. Na Fig. 6.22, vemos urn esquema de uma instalacao de urn no-break estatico, no qual a carga de seguran~a pode operar em corrente contfnua. Nestas instalacoes hi! dois tipos de fonte: normal e de seguranca, Ocorrendo uma falha de alimentacao ormal, a fonte de seguranca e ligada automaticamente, restabelecendo-se a alimenta..ao dos circuitos de .0 [2]lEl [2] 00~ ___ 0<>0 Iillillil_~ OC>OO II .... CPD I t Rede + r--~t:1 Gs~ -..I : c, - ~ Quadro de protecao comando e supervisao CPD Fonle normal ! Circuitos normals ~ Circuitosde J; · Baterias seguram;:a em correntecontinua Fig. 6.22 Instalacao de segu~@ esquema de urn no-break estaUC!1rc.­ operandoem correntecontinuo Fig. 6.24 No-break rotativoda Eletromotores WEG S.A. . ~f-;·;}:-:-;~:\?-·~· :",·5t.-.·; . ;.~:' .:..>: .. 262 " .~,:~" ...; .". :,::~;;c ~:.,;:'. Instalacoes para Forca Motriz Instalacoes Eli:tricas Fonte de seguranca Fonte normal Gerador Motor diesel p Circuitos de seguranca ~ig. •• :_uLj ~--------,--.._ ;_~. b r u_ : Chave de transferencia 6.25 Instalacao de seguranca: esquema de uma instalacao com grupo motor-gerador. Circuitos normais seguranca em breve intervalo (2 a 10 segundos). Este e 0 exemplo tfpico de gerador de ernergencia com partida e transferencia automatica. Deve ser usado em locais onde haja grande aglomeracao de pessoas, como teatros, cinemas, grandes lojas etc., onde a interrupcao da iluminacao OU dos elevadores pode com­ prometer a seguranca (ver Fig. 6.28). Circuitos de sequranca a - Liga9ao normal b - Liga9ao em ernerqencia P - Dispositivo acionador da chave de transterencla Fig. 6.28 Instalacao de seguranca pennanente, corn fonte normal e fonte de seguranca. .. , Fonte normal ;.~- ~'{ r0 Retificador Bateria Inversor Circuitosde seguranca Ch. transf. Circuitos normais Fonte normal Baterias Fig. 6.26 Instalacao de seguranca: urn no-break estatico, ern by-pass, operado por chavesde transferenciaesratica. Fonte normal Retificador P C.T. --------------------rInversor Retificador Bateria Ch. trans!. I Circuilos de sequranca Circuitos normals Fig. 6.27 Instala9liodei ranca: esquema de d breaks em paralelO, por chave de trans ° Circuitos normais estatica, Circuitos de seguranea P - Dispositivo que aciona a chave de transterencla C.T. - Chave de transferencta Fig. 6.29 Instalacao de seguranca nao-permanente,usandobaterias. 263 ., 264 Instalacoes Eletricas Instalacoes para ForcaMotriz Fonte normal -------------y Este e0 tipo de instalacao menos sofisticado, em que as falhas do abastecimento normal nao necessitam ser prontamente atendidaspela fonte de seguranca, Pode ser usado em pequenos hoteis, restaurantes, ediffcios etc., onde, ocorrendo intenupcao na fonte normal, a fonte de seguranca e ligada manualmente. C. T. Vamos desenvolver urn projeto de instalacoes eletricas para urn local onde, por raz6es de seguranca, deve ser restabelecido 0 abastecimento com gerador de emergencia, poucos segundos apos a interrupcao da concessiona­ ria. Esta enquadrado no tipo b (Fig. 6.28). Trata-se de uma instalacao militar, area administrativa, onde 0 sistema eletrico foi dividido em dois circuitos: normal e essencial. Todos os quadros eletricos possuem dois barramentos, havendourn iinico quadro de reversoes junto ao gerador de emergencia (veja a Tabela 6.9, anteriormente). Circuitosde sequranca Tabela 6.10 Fig. 6.30 Instalacao de seguranca nao-permanente, usando gerador de ernergencia. Do QGD Partern os Seguintes A1irnentadorespara os Quadros: Quadro Tabela 6.9 Resumo das Cargas dos Quadros Parciais e Total- Exemplo 6.2.1 QD Eslac.l ..J Estac.Z < Proj. I Quadro Geral de Cargas Quadro Normal (kW) Essencial (kW) 1,2 QL 1 4,22 0,3 Osprirnerros20kWIOO% QL2 24,94 1,2 Seg. 100 kW 60 % QL 3 e (QF 1) 36,62 0,96 Rest. 40 % QL4 20,1 0,18 QL5 13,0 0,56 QL6 40,9 1,74 22,5 0,72 21,12 0,3 SornaQD 183,4 7,16 QL8 5,4 - QL9 12,64 0,36 QF2 7,0 - Guaritas - 4,0 Humin. Est. 4,0 - Projetores 3,6 - Humin. Publ. - 6,5 Bi-d'agua 1,5 - Bv Incendio - 10,0 Subtotal 217,54 28,02 Reserva 30 % 65,26 8,40 Total 282,8 36,42 e 100%. B.-d'.gua Disr.Irn) Fases Condutor (mm 2) Disjuntcr (A) Tipo Cargo (W) AMP 183400 2000 2000 1680 1920 1500 482 9,0 9.0 7.6 8.7 5.2 80 30 130 110 70 40 3F + N + T 2F+ T 2F +T 2F+T 2F+T 3F+ T 3 x (2 x 120) + 2 x 120 2XIO+1O 2XIO+1O 2 x 10 + 10 2XIO+1O 3X4+2 SINTENAX SINTENAX SINTENAX SINTENAX SINTENAX SINTENAX 3WE-22-630 A Rele 350-630 WN-20A WN-20A WN-20A WN-20A WN-20A 5400 12640 7000 24.5 38,3 18,4 120 240 240 3F+ N 3X50+1x25 SINTENAX 3VF7-100 A Rele70-100 Z RedeAerea: - QL 10 o SE(kVA) QLO Obs.: Nos quadros parciais 0 fatcr de demanda ~ Proj.2 (Exernplo 6.2.1) QL7 ", .. <$. 6,2.1 Exemplo de uma Instalacao de Seguranca '-----/ f Circuitos normais '\1 d) Instalacties de seguranca (ou de substituiciio) niio-automdticas ~ p 265 -QL-8 -QL-9 -QF-2 Fator de Dernanda 217540 572 - 3F +N 3X(2X 185)+ 185 SINTENAX 3WE-32-1000 A Rele 520-1000 BL.H1 BL.H2 Bomba Inc. Redeaerea: -BL.H3,H -QL-9 -lIum.Pub!. QD 1000 1000 IOCV 4.5 4,5 28 180 70 40 2F + T 2F+T 3F + T 2XIO+1O 2XIO+1O 3X4+4 SINTENAX SINTENAX SINTENAX WN-15A WN-15A 3VA5-63 A Rele 22-33 2000 360 6500 7160 9,1 3,0 29,5 18.8 330 240 3F + N 3XIO+1O PlRASTIC 3VE-3 Rele 16-25 80 TOTAL 25488 97,4 - TOTAL ~ ~ ~ ~ ~ i - 3F + N + T 3 X 10 3X16+2X16 PlRASTIC SINTENAX 3VA-5 Rele 22-33 3VE-3 Rele 16-25 3F + N + T 3x35+2X35 SINTENAX 3VBI Rele 80-120 lUi f:~..:: "r: ~ I' I, ~~ i, i, f;~ Tabela 6.11 o Quadro Do Quadro QD, Partern os Seguintes Alirnentadores dos Quadros Parciais: TCarga \'1'1) 4220 24940 36620 20100 13000 40900 22500 21120 188 - 38.3 69,5 110,9 60,9 39.3 123,9 68.1 64.0 Dist.fm) Fases Condutor (mm') 38 20 4 25 50 41 IF+ N +T 3F+ N +T 3F + N + T 3F+ N +T 3F + N + T 3F+N+T 3F + N + T 3F+N + T 2X6+6 3 X 16 + 2 X 16 3 X 35 + 2 X 16 3 X 16 + 2 X 16 3 X 10 + 2 X 10 3X35+2X16 3 X 16 + 2 X 16 3 X 16 + 2 X 16 18 - Tipo Disjumor (A) PlRASTIC PIRASTIC PlRASTIC PIRASTIC PIRASTIC PIRASTIC PlRASTIC PIRASTIC WN-35 A 3VE5-100 A Rele 63-80 3VE61-160 A Rele 100-125 3VE5-100 A Rele 63-80 3VE4-63 A Rele 45-63 3VE61-160 A Rele 125-160 3VE5-100 A Rele 63-80 3VE5-100 A Rele 63-80 482 80 3F + N + T 3 X (2 X 120) + 2 X 120 SINTENAX 3WE-22-630 A Rele 350-630 300 1200 960 180 560 1740 720 300 1200 2,72 10,9 8,7 1,6 5.1 15.8 6,5 2.72 10.9 18 20 4 25 50 41 65 IF + N + T IF+ N +T IF+ N + T IF+ N +T IF+N+T IF + N + T IF+ N +T IF + N + T IF + N +T IX2.5+2X2,5 IX2.5+2X2,5 IX2,5+2X2.5 IX2.5+2X2,5 I X 2,5 + 2 X 2.5 IX2,5+2X2.5 IX2.5+2x2,5 IX2,5+2x2,5 I X 2,5 + 2 X 2,5 PlRASTIC PlRASTlC PlRASTIC PlRASTlC PlRASTIC PlRASTlC PlRASTIC PlRASTIC PlRASTIC WN-16A WN-20A WN-16A WN-15A WN-20A WN-16A WN-16A WN-16 A WN-16A 7160 18.8 80 3F + N + T 3 X 16 + 2 X 16 SINTENAX 3VE3 Rele 16-25 183400 FP = 0,85 AMP -38 I :i , " .!, ·-:-:"(~;:H~·" .", .. '·"'~L:.r 266 Instalacoes Eletric as e-E a "E ~ ~ F o 'C tU ._.;:_- .~':"::"::~\): ".' Instalacoes para Forca Motriz r-­ e­ 28~8 (L~8~ I x'ti; N l,{)o~I 60£0 ll) a> ., «) X o' ­ I ~~~8e~ ~~~~.~~ oE.~.. "2~o=oo~ rn El0-C §-,~ ~ ~ E~ ~~~~~~ « N ~ E 25 I 0 o "" !'! co I ~ctl> ill ~ ;: -m-- ~ ""0 z L..~C\1 A--;: """'" E I (1).9« "0 __ rl • '" I I -- • Luminaria 6918 l.arnpada VM 400 W PELOTAS 267 Nor~ (OL8-0L9-0F2) I Bloeos (H3-H4-0L9) ~ <3 PUBI. - ESSENC. "'''0 ['g:t :2 CUo t:",~ Bra<;o K 69 l/13 meW> PETERCO Interruptor totoeletrico 'CQ)..lI:: ~~~ §'=«i ~ ~ 0",,­ I Heater pi lamp. VM 400 W Bracadaira K 78 RL 17 PETERCO 1 +t'l +: ~s 1111T -li'-M~ I g ;;it ~o ~.- W @ CI -c I ~~ I g I E I ~ -'2 _ w '-tttt---1ft-.. M :;' - .. i-}( is I ~j ,~ H:I Urn outro sistema possfvel, com barrarnento unico, mas junto aos disjuntores dos circuitos normais ins­ r;; :~ usarumunico ~lim~ntador para os dois circuitos (normal e essencial), mas tern 0 inconveniente de usar varies ~ lalam-se contactores que desarmarn quando entra § o L_ NN ::; 0 gerador de emergencia, Este sistema tern a vantagem de Ii COntactores e circuito de controle dos contactores. '%' 7« ~8 Fig. 6.32 Detalhe do poste da rede aerea do Exemplo 6.2.1. ..."l .. (') ~ -= 'c :::> ~ >() 1 00, ~ ~ is E I ~ I ~ :~: ~ I M'" I I I -1t+­ -111--­ :i~" ;,,;. .g I ,,;-:2 concreto o .g 08 Paste de ~ N .c ~ U) :;'­ g 0. E ui ;1(, o o o 0Ll cD Na Fig. 6.31 vemos 0 diagrama unifilar do quadro geral de distribuicao (QGD), de onde partem os alimentadores dos quadros parciais. Nota-se, par exemplo, 0 quadro QD com dois alimentadores: QD nobarramento normal (183 400 W) e QD no barramento essencial (7 160 W). Estes dois alimentadores separados se ligam aos barramentos normal e essencial do QD, distante 80 m. Nas Tabelas 6.10 e 6.11 v~~os a indicacao dos quadros parciais, com as cargas, distancias, mirnero de fases, condutores e dlSJuntores. . Pane da carga e alimentada por rede aerea, onde tambern ha dois circuitos separados: normal e essencial. ;N~ Fig.6.32 temos detalhe do poste e das redes, inclusive de iluminacao publica (IP). Toda a carga do sistema fOtresumida no "quadro geral de cargas" (ver Tabela 6.10), onde temos 0 resumo da carga normal (282,8 kW), Carga essencial (36,42 kW) e dos fatores de demanda utilizados para se dimensionar a subestacao (SE), no .de 225 kVA. NaFig. 6.33 vemos urn esquema do QGD normal e do QGD essencial dos armarios em que ficarn abriga­ '8 todos os equipamentos constantes do diagrama unifilar. NaFig. 6.34 vemos urn grupo motor-gerador especificado para atender as cargas essenciais, ou seja, as que funcionarn ou com a rede normal ou com energia vinda do gerador de ernergencia. 0 motor diesel, acio~a 0 gerador, na partida utiliza baterias semelhantes as de autom6vel, tao logo seja cortada a energia al, A direita da figura vemos urn armario onde se instalarn todos os equipamentos para a partida (exceto 'aterias), parada e reversao automatica. 268 Instalacoes para Forca Motriz Insralacoes Eletricas 269 / QGO-NORMAL } 1200 800 r 125 c:::J ~ ~ ~I ~[[] o CJ ~L.J 20A L----..>. L...--.>. L.-.--....' I L----..>. L...--.>. L.-.--....' f.1~ '( 630 A ~ I~ c:::J L.J , 160A 1000A o IIi' ''11 } 400 [!]0 ~125 1200 c:::J L.J LJ L.J 20A 20A 20A ~ c:::::J ~ L.J ~ 100A ;:. ,~. l-.J ~ ~L.J 20A L----..>. L...--.>. L.-.--....' L----..>. L-.:> L.-.--....' L.J 100A Vista frontal 11.~'IiJ'~~~;;;~-~~7:r;~~~~--;;;;;'~~'::::::=---=:;:=T~.-:-----'---------- Vista latera! QGO - Essencial f'OOD f l' 800 0 ~0 ~ [i] 0 G0 rnD]] 400 c:::::::J 0 LJ 1 ~ 1 L----..>. L...--.>. L.-.--....' !nteemilente Canlfnua 50 kVA Iinlermitente 45 kVA Canlfnua 80kVA 72kVA 33 HP em servico conlinua a 1 800 rpm, 1 800 x 800 x 1 400mm 2100 x 800 x 1500mm 2100 x 800 x 1 800mm 2 400 x 800 x 1 700mm intennitente e Madela 6.358(1) de 6 cilindros, de aspiracao natural, de 96 HP em service intermitente e 87 HP em servlco conIfnua a 1 800 rpm. Intermitente Canllnua 99kVA 90kVA Madela 6.358 T, de 6 cilindras, turblnado, de 125 HP em service intermitente e 114 HP em servlco continuo a 1800 rpm. ~ L-.:> L.-.--....' 2 400 x 800 x 1 700mm 53A 0 LJ 1100kg ~ I 1200kg 1400 kg 1650kg 1800kg Fig. 6.34 Grupo motor-gerador dos TRANSMILL - MOTOR PERKINS. 53A LJ 36kVA 32kVA Madela 4.236 de 4 cilindros, de asplracao natural, de 61 HP em service intermitente e 55 HP em service conIfnua a 1 800 rpm. servi~o LJ Inlermitente Continua Madela 4.203 de 4 cilindras, de aspiracao natural, de 44 HP em service intermitente e 40 HP em servico conIinua a 1 800 rpm. Madela 3.152 de 3 cllindras, de aspiracao natural, de 37,5 HP em J 1200 28 kVA 25kVA ~OJ ~ <:: ~ <:: 2SA c:::::::J DO 1SA l' l' c:::::::J 2SA ~L.J Intermitente Canlfnua 0 ~ 160A ~ • ft: L-.J U 1SA 0 LJ 2SA Vista frontal ~ L------'> L...--.>. L.-.--....' ~ ~ Vista lateral Fig. 6.33 Detalhes esquematicos dos armarios do QGD do Exemploe.z.I. ~.,; :"': .\ ': . --:"'-:-:.7{~~:""'":' • , 270 Instala~6es O~" ,. ~; ,. " • _ ._~ .- • , ' . :._ -::'!":~.:..i-{?:!. 'i::.~.~: .... ......,.•.. ,. '. :.'.,:~:' .. ;;-" ......• ,,,- " .' .. :'·_:F.~·~L_ Instalacoes para Forca Motriz Eletricas 6.3 EXEMPLO DE INSTALAV.AO DE GRUPOS DE EMERGENCIA PARA UM GRANDE EDIFICIO COMERCIAL _ Consumo de combustfvel: 0,26 I por kWh gerado; _ Quadro de cornando: USCA - E30. Como consultores do condominio do "Ediffcio Candido Mendes", indicamos a firma vencedora da concor­ rencia para a instalacao de dois grupos de emergencia, com as seguintes caracterfsticas: Ver Fig. 6.36 - Grupos geradores CUMMINS - 271 Gerador GRAMACO-Modelo 315. Cargas Instaladas: - Firma instaladora: STEMAC - Grupos geradores; Data: outubro de 1996; - Situacao atual: Obra conclufda e grupos em operacao normal; Ediffcio: Comercial e Faculdade Candido Mendes com 41 pavimentos; - Endereco: Rua da Assembleia, 10 - Rio de Janeiro; Grupos instalados: Dois de 450 kV A para operacao em paralelo (ver Fig. 6.35); Motor diesel: Cummins - Modelo NTA-G3; Gerador: GRAMACO - Mod. 315 com regulador eletronico de tensao; Potencia continua: 435 kVA (661 A), por gerador; - Tensao: 380/220 V; - Freqiiencia: 60 cis; - Fator de potencia: 0,8 (indutivo); - Fases: 03 ligacoes-estrela; - Numero de polos: 04; - Rotacao: I 800 rpm; A) QUADRO 1 (EXISTENTE) 21 elevadores (07 elevadores max. de cada vez) _ _ _ - 02 elevadores de 75 HP 01 elevador de 23 HP 02 elevadores de 35 HP 02 elevadores de 58 HP - 380 V; 380 V; - 380 V; - 380 V. lluminacao: 91 kW (30 andares) _ 01 motobomba de comando manual de 100 HP - 380 V; _ 01 motobomba de comando manual de 60 HP - 380 V. Potencia: 616 kVA Protecao: I 600 A ;i,', QUADRO 2 (EXISTENTE) l'llll'_,~~~~" - 01 motobomba de 25 HP - 380 V . . C~~YI'~ . ' ~~tt_...tt"t. 1~~'/ Ihiminacao: 12,8 kW - 220 V ~~ . Potencia: 37 kVA Protecao: 300 A ,--:~""""'':::~_~Ir".{i:'j1 iJ·~:-J : - -···1 I QUADRO 3 (EXISTENTE) , - 02 motores de 20 HP - 380 V - escadas rolantes; - 04 exaustores de 7,5 HP - 380 V. •. ~ '" lluminacao: 34 kW - 220 V -.'.::'\.-, ~'1!!£J ;'~:~~ Potencia: 109 kVA Protecao: 225 A Totaldas cargas: 762 kVA - fator de potencia: 0,85 ,J [l , . de reserva: 870 - 762 Potencla 870 '" = 12 ,470. Instala~ao de motores: generalidades, Fig. 6.35 Grupo motor-gerador da STEMAC. classificacao dos motores, aplicacoes, identificacao dos moto­ res, esquemas tfpicos de instalacao de motores, ligacao de motores, dimensionamento dos circuitos ali­ mentadores e dos ramais pela capacidade de corrente e queda de tensao, protecao contra sobrecarga e CUrlOs-circuitos, dispositivos de seccionamento e controle de motores, partida de motores; chave estre­ la-tnlingulo, autotransformador de partida, partida de motores trifasicos com aneis, inversao da rota­ ~iio. Controle da velocidade de motores. Potencia necessaria de urn motor. 272 Instalacoes Eletricas Instalacoes para Perea Motriz G1 G2 490/435kVA 490/435kVA 3B0/227Vca-60 Hz 273 ·\'IlI: .Jl:. 3B0/227Vca-60Hz 'II ~~~, ~,~I -~,. . I I !. I I " I iP.\il1l I DG~ 1600A'\~~ Fig. 6.37 Grupo gerador CUMMINS, conforme especificacoes 6.3. OCADP Ouadro de Paralelismo I e Sincronismo ~I 1 : I .-l L­ I r -- CG1\ ­ - 3 x 240 mm' paR FASE I I I 1 x 240 mm' paR FASE I CR1 - I I 1 LL..J-\-- -' I OTA-1 Ouadro de Transterencia Autornatica ICARGA-1 I 0-1 I I I I ~2 $ l' Transterencia Automatica Automatica I L : :' I OTA-3 Ouadrode EXISTENTE t , : :; _ _I : i Transferencia 0-3 -[ ICARGA-3 300Ai ~ I --I OTA-2 Ouadro de ----;-2 "I paR FASE _ _I !CARGA-2 1600A~ 380Vca I ; EXISTENTE ~3X150mm' I ---I --I ; L -­ EXISTENTE 225AJ '~1X~2 i=150mm' ~ L 380Vca ~5: .J , 380Vca i: . Fig. 6.36 Grupos geradores CUMMINS - Gerador Gramaco modele 315. Fig. 6.38 Quadro de comandos e tanques de oleos, confonne especificacoes 6.3. I: i! ' I: I ,"' '. c' . _ ,-" " ~,.:.:,_.:{:~ -: - -.;.-:.'"\->:'7,,· - ",:_',.~';jJ'_._.' .... :5,.;. " .. . ,,; , . ~::~. ",:.. ' .:.; r).;.. ':.; ~~.; ,:,.-' ~ 274 Instalacoes Elctricas 7 Cireuitos de Sinalizacao 7.1 TRANSMIssAo POR FIBRA OTICA 7.1.1 Introducao Fig. 6.39 Tanquesde oleos e cabos de controlee de forca, - Regras praticas para a escolha de motores. - Controle da velocidade dos motores de inducao e Cc, - Instalacoes de seguranca (ou de substituicao): sem seccionamento, permanentes, nao-permanentes, sem seccionamento e com seccionamento. Exemplo de uma instalacao de seguranca, A fibra 6tica e urn novo meio de transmissao de dados em telecomunicacoes. Ate entao usavarn-se condu­ tores de cobre e de alumfnio que, alem da dificuldade de manutencao, apresentavam sempre 0 problema de elevadas perdas. Asprincipais vantagens da frbra 6tica sao: - atennacao reduzida (ver Fig. 7.1); - baixo peso e dimensoes reduzidas; _ elevada capacidade de transmissao de dados; menos susceptivel a interferencias eletromagneticas (na faixa de transmissao (radiol); _ protegida contra 0 grampeamento (no caso do uso em telefones); - materia-prima (quartzo) de facil obtencao. Exercicios de Revisao 1. Queremos instalar urn motor de 100 cv (75 kW), trifasico com rotor em curto-circuito, tensao 220 V,6 poles (1 200 rpm). A distancia entre 0 motor e 0 painel eletrico e de 50 metros. Calcular 0 alimentadorpela capacidade de corrente, maneira de instalar n," 1, condutores PVC170 (cobre). Observaciio: Usar as Tabelas 10.12 e 4.6. ~ ;I" .f 2. Usar 0 mesmo exemplo, porem 0 dirnensionamento sera pela queda de tensao, admitida como de 4%. Observaciio: Usar as Tabelas 10.12 e 6.4. 3. Supondo no Exercfcio 1 0 motor partindo com tensao reduzida (letra-codigo E), qual sera a capacidadeda chave de protecao do alimentador contra curtos-circuitos? Observaciio: Usar as Tabelas 6.5 e 10.12. 4. Queremos saber a regulagem maxima da chave magnetica de protecao do motor do Exercfcio 1, supondo­ se que permite elevacao de temperatura ate 4O'C, 5. Queremos escolher urn motor em 220 V, cujo torque nominal seja de 6 kgm e que na partida a rela,ilo !pI TN seja de 160%; rotacao 1 200 rpm (4 p6Ios). Usar a f6rmula do Item 6.1.10 e a Tabela 6.8 . 5 I 4 3 2 / \ .i.> \ -, ~ 800 ---­ 900 1000 1200 1300 1400 --­ 1500 Comprimento da onda (nm) Fig. 7.1 Atenuacao em funcaodo comprimento de onda. .::Ii;.. .1.2 Constituicao da Fibra Otica :: A. libra otica e constituida de urn nucleo, de uma casca, concentricos, diferenciando-se entre si pelo indice refra~ao (n, e n0 (ver Fig. 7.2). 276 Instalacocs Elerricas Circuitos de Sinalizacao 277 ''iii 7.1.3.2 Refracao cia Luz Toda vez que urn raio de luz passa de urn meio A para outro meio B, a1lerayaono meio B (Fig. 7.4). Nucleo 0 angulo de incidencia em A sofre ,," "'Ill ~~i Fig. 7.2 Corte esquematico de uma fibra 6tica. R 7.1.3 Principios de Flsica (Otica) cc ~! , o principio de funcionamento da fibra 6tica baseia-se na Ffsica..(6tica), atraves dos conhecimentos classi­ cos de reflexao e de refracao da luz. 7.1.3.1 Reflcxao cia Luz Vamos supor urn raio de luz incidente sobre uma superffcie plana da separacao de dois meios A e B (Fig. 7.3). cx:r 'J' i~ R !I ( N--------(--­ -, ~. A e B - meios diferenles (par exernplo, ar e agua) , , ;\ 1- raio incidente C - ponlo de lncldencia I cc ;" angulode mcidencia A N - normal it superficie B ~,- angulo de retracao R - raio refratado Fig. 7.4 Refracaoda luz. 1- raio ineidente A- superflcie rafletora R - raio de reftexao o: j - angulo de incidencia o: r - angulo de refiexao : I Princfpios: 1.0) Quando urn raio de luz pass a de urn meio a outro, a relacao entre seno do angulo de refracao e uma constante. sen cc. - - ' = Constante (lei de sen < N - normal it superficie refletora 0 seno do angulo de incidencia e 0 Snell) Fig. 7.3 Reflexao da luz. n, sen ~i = Principios: 1.0) 0 angulo de incidencia e igual ao angulo de reflexao em relacao a normal. 2.°) 0 raio incidente, 0 raio refletido e a normal estao no mesmo plano. . 'de 0)Se 3. 0 angulo de incidencia for zero, 0 raio de luz incidente sera normal a superffcie refletora (cOJ}1C\b . COIl) N). Quando i 1lzsen ~, = 90°, temos r = C. Portanto, aplicando a lei da refracao: n"seni=nz'senr 'n,. se~ = 1 nz' sen Co=} ' sen C =~= nmenDr n2 nmaior - . -: I .._'_'.~,' • ~_. _." ~. • ..." ". .T:,-:,' :':"'1....~ ~.; ~.:\ ;L'~'.· 278 Circuitos de Sinalizac;:ao Instalacoes Eletricas Adrnitamosque a rnesma radiacao monocromaticase propague no meio@e atinja a fronteira S. Peloprin. cfpio da reversibilidade podemos construir a sequencia abaixo: 279 7.1.4 Luz Polarizada Urn feixe de luz ordinario, dirigido na direcao da reta 1-2, consiste em ondas transversais, com vibracoes em todas as direcoes, perpendiculares a direcao do feixe. I C(r= 00 IN :N I I I Icx, = 90° I: , I 6)$ Luz h>nt]' )+( $~ ~.,1­ §) - cc C o: I I I I ;=0° f!. /I $ I 1)1( II I 2 v V 'it 5 3 1 • 2 • luz ordinaria 3 . direcao da vibracao Fig. 7.5 Diferentes situacoes de urnraioincidente, 4 - polarizacao 5 - direcao da vibracao depois de polarizada. I:;, Portanto, i = Ceo maior valor possfveldo angulo de incidencia para que ocorra refracao, Nesta condicao, Fig. 7.6 Polarizacao de urn feixe de luz. i = C e denominado lingulocrftico de incidencia. Angulo cntico de incidencia (C) e 0 lingulode incidencia, formado no meio mais refringente, que corres­ .• ~, Alguns cristais (como 0 quartzo) tern a propriedade de transrnitir ondas de luz num so plano e absorver as ponde a uma emergencia rasante (r = 90°). ~ outras ondas. Os materiais deste tipo sao os polarizadores. Precisa-se de menos luz polarizada do que luz co­ Agora para i =C, temos r = 90°. Aplicando a lei da refracao: ,~~ mum para a transrnissao de dados (a energia fica concentrada). n, . sen i = n 1 • sen r n2 • sen C = n 1 • sen 90° mas sen 90° = 1 ~ EI sen C = - l ~ g n = ~ nmaior , jf 7.1.5 Caracteristicas da Fibra Otica I Como se ve na Fig. 7.2, a fibra 6tica tern urn micleo composto de urn material homogeneo e de fndice de :m,refra9ao constante. As dirnensoes tfpicas de fibra 6tica sao: 200 microns de diametro do micleo por 380 mi­ Como facilmente podemos observar, os lingulos criticos de incidencia e de refracao sao iguais e seconsii­ ~.crons de diametro da casca. tuem no mesmo meio do dioptro (sempre no mais refringente), razao pela qual podemos dispensar essadupla II.~.· ( . Segundo a Fig. 7.1 que mostra as perdas nafibra otica, a atenuacao e menorque 2,8 dB porkm, perrnitindo terrninologiae ambos passam a ser denorninados angulo critico C. J\\tlliga90es ate 15 km sem 0 uso de buffers ou repetidores. A banda passante e de ordem de 1 GHz por km. A propagacaoda luz numa fibra 6tica e baseada no princfpioda reflexao total. Se tivermos urn "sandufche" ,.~ 0 processode fabricacao e de "modificacao qufrnicapor deposicao vaporizada", com grande mimero de de meios com Indice de refracao diferentes,sendo 0 meio interno de fndicede refracao maior, podemos terum 'Il1'camadas de silfcio no interior de urn tubo de sflica pura. raio lurninosoque se propaga ao longo do meio interno desde que 0 lingulode incidencia da fronteiraentre os .•~ Para se entender0 processoeletr6nicoda aplicacaodafibraotica, 0 diagramadaFig. 7.7 eselarece0 processo: meios seja maior que exc: ';ft~~·. rA fibra 6tica e formada por urn micleode fndicede refracaon 1 envolvidopela casca de fndicede refra~on,. I 2.°) 0 fndicede refracao do meio e definido como a relacao entre a velocidade da luz no vacuo e aveloci­ Fonte de sinal dade da luz no meio: eh§trico c n=­ v onde: n - fndice de refracao do meio c - velocidade da luz no vacuo v - velocidade da luz no meio, Exemplos: n = 1,544 - fndice de refracao do quartzo n = 1,333 - fndice de refracao da agua n = 1,000 - Indice de refracao do ar n = 2,417 - fndice de refracao do diamante. 'Ij Lentes -:;> Amplificador de tuz Lentes --:;>1 Fibra6tica __:;>I Amplificador de luz Fig.7.7Diagrama explicativo do funcionamento da fibra 6tica. -:;> Conversor de luzlelE§trica - 280 Instalacoes Eletricas Circuitos de Sinalizacao o sinal eletrico que se deseja transmitir (dados, telefonia, fac-simile) e convertido de sinal eletrico para sinal luminoso (processo laser) etc. Atraves da variacao do sinal eletrico, varia-se proporcionalmente a sua luminosidade, que sera amplificada por lentes especiais (ampliacao 6tica). Ao chegar ao destino, ap6s urna nova ampliacao 6tica, teremos 0 processo inverso, ou seja, sera convertido em sinal eletrico (processo serne. Ihante ao fototransistor). Na Fig. 7.8 temos 0 exemplo de aplicacao de urn sistema utilizando a transmisss., de dados atraves de fibra 6tica. Cornputador A ComputadorB Interlace Interlace • Fa. ComputadorC Interlace Fa. o raio de luz I incide do ar, de Indice de refracao no, na fibra otica, a contar da normal a 80 , Este raio de luz gera dois outros: urn refletido (2) e outro refratado (3). 0 angulo do raio refletido e igual ao do raio incidente (80) , eo angulo do raio refratado e 8" de acordo com a lei de Snell. 0 raio (3) dentro da fibra incide na inter­ face do micleo com a casca, com angulo de incidencia 8; e gera mais de dois raios, urn refletido (4), com an­ gulo igual de incidencia 8;, e outro refratado (7), com angulo 8" que se perde dentro da casca. o raio (4) reflete-se mais alem, sempre perdendo parte de sua energia atraves de refracao ate morrer dentro dalibra 6tica e nunca alcanca 0 final. Como a casca tern urn Indice de refracao menor que 0 micleo, se 0 angulo de incidencia 8i esta pr6ximo do angulo entice, 0 raio refratado se aproxima de 90°. Quando 8i for maior que 0 critico, a reflexao sera total e a luz nao perdera mais energia atraves de refracao. Para se obter 0 lingulo crftico, a luz deve incidir na fibra 6tica percorrendo 0 caminho (5), com 0 angulo de incidencia menor ou igual a 8mb , que e 0 lingulo maximo de aceitacao da luz. Qualquer.@iQ de luz que incida nalibra 6tica dentro desse cone de aceitacao sera guiado sem perdas ate 0 seu final. 7.1.7 Exemplo de urn Sistema mais Completo Utilizando Otica Fa. I Fig. 7.8 Diagrama em blocos do sistema. 7.1.6 Exemplo de Propagacao de Luz nurna Fibra Otka 0 sen lio Ii, = n, sen Ii, Fonte dirigente eletronico ~, ~ '.,-':f+." ~ .,~.:,. ~.. .p ..~ ~ s;: ,.~ ~(;_ ~>.' ~.s. ~ .-.!.:~ e ,~"""'!t !s, ~ ... '" ~ ~-~ ~.,. -~.~~. ~,,~~_.,~_ .....~ .L"'~ ~ :!t .... ,.~ "" "" .... , . '01-.~ -I.l' t:t"" (.? ~ .. ~I 3 n / .. T}-:! ~'}. ~~~ ~ ~""';" ". di ",.:: .~ -ii". ~ ~y .c:.,.i~~ ;;1 ':':'",-$. ~ "" l~ '.' •. ~.~ .. t.~.j:~... ... :'t(o I 4 '" ;.(;- Ii. ... -.:.-~ .'" .... • -. l~ ~~ ~ "'.;! ,. "" .'- ~. It ,." .~ ..... '!t.r,., '" ~. :. i\i.£..'~ ... o,li•..,.~·· -J/."$- ;oIjo~ .~ .~ . .p ';1/''''' '" .... yasca,n, ~ ~ Ii". '.\}-.~ Fig. 7.9 AlUa~ao do raio de luz na fibra 6tica. q !:t~ Cabo de fibra 6tica IH:I( !:~!: 'illi i~iI&' ~~~, '.I i'· W'" -• 1:, ,Ii :1 J ! I' I----~~~~-------I I" I '1,.1 Detetor otico (PIN ouAPD) " "4l' ' 0> 'I Receptor eletr6nico I I ----------------­ '.' ':! ,: ii I' :! :: , n.>»>» ~ ! Fig. 7.10 Esquema de urn transmissor- receptorde sinais em fibra 6tica. 2 SISTEMA CONTRA ROUBO EM RESIDENCIAS . .. - .... > 'l Fonte otica LEDou diodo a laser -----------------­ -.::; ~:' ·";!·;j<·b ~~ ·..".. /i.-~i·~" ~'?>.-'''.J;~.i': • .1/< ,.~ "'., -$...... Coneclor otico Transmissor ,,-----, caso da Fig. 7.9: = 11, sen Principio da Fibra * CentralTeletonica A lei de Snell teria a seguinte forma para 0 A fibra 6tica atua como urn "guia de onda", de grandes aplicacoes na eletronica moderna. Nos sistemas digitais de computacao, telefonia e video-broadcast systems, que exigem novas tecnicas de transmissao de dados, sistemas de fibra otica tern significativas vantagens e caracteristicas no desempenho, quando comparados com as sistemas metalicos antigos, quase sempre menos onerosos. Estas vantagens ja foram vistas no Item 7.1. NaFig. 7.10 vemos urn exemplo tipico da atuacao de fibra 6tica em urn sistema transmissor e receptor de dados. Urn cabo de fibra 6tica e composto de urn transmissor e urn receptor 6ticos, em fibra de vidro, circundados ·'0' pordieletricos (buffers), que transmitem sinais 6ticos em vez de eletricos, Os materiais dieletricos oferecern ;,;. significativas vantagens sobre sistemas metalicos, tais como imunidade it luz e altas frequencias. Os sinais transmitidos nao sao distorcidos por alta-tensao, campos magneticos e interferencia de-radiofrequencias. .. Sinais 6ticos nao exigem conexoes de aterramento, mas 0 transmissor e 0 receptor sao eletricamente isola­ dos. Tern a vantagem de ineluir seguranca contra centelhamento e choques, crescendo a disponibilidade devi­ do afalta de tenninais de aterramentos, e a operacao e segura contra ambientes inflamaveis, Cabos de fibra de vidro sao de dimensoes reduzidas quando comparados com cabos coaxiais de me sma capacidade de transmissao de sinais. Sao mais leves e de facil instalacao, e exigem menor espaco para dutos eeqUipamentos de suporte reduzidos ou eliminados. I Mux 6tico 281 = indice de refracao do meio n Aseguranc;:a contra roubo em empresas ou residencias torna-se cada vez mais importante. Apresentaremos seguidaurn sistema de defesa contra roubos desenvolvido pela Siemens - uma linha completa de equipa­ s de seguranc;:a para recintos fechados. Sao quatro lipos de protetores contra a invasao trabalhando em to. 0 sistema e protegido contra sabotagem, tanto no seu comando central quanta nos perifericos. As s componentes do sistema sao: . ,1 i Ii,' ! ".,'.;.'., -, 282 .-',.'.. ,,': >~'~". "". :,' ±'':" ,". quebra de vidro; vibracao; - infraverrnelho; contatos de portas e janelas; - protecao contra sabotagens. ,<;)~t::,~·:,.:, Circuitos de Sinalizacao Insralacoes Eletricas a) Central de protecao contra roubo. Tern a funcao de supervisionar cada urn dos sensores instalados nas divers as linhas, indicando a origem do alarme atraves de urn sinal Iuminoso ou acustico. E montada em uma caixa de a90 e possui circuitos totalmente eletronicos. Todo 0 sistema e protegido contra sabou, gem, alem de possuir urn conjunto dealimentacao pr6prio, com carregador de baterias que garante 0 seu funcionamento mesmo em corte ou falta de energia eletrica. A central de protecao contra roubo possui cinco linhas de alarmes supervisionados para sensores do tipo: '~~ :":.';':~'''' 7.3 SISTEMA DE BOlAS EM RESERVATORIOS Eurn sistema de controle usado no acionamento de bombas de agua ou de outro lfquido qualquer. Nas instalacoes usuais para fomecimento de agua a edificios, dispornos de dois reservat6rios: 0 inferior (cistema) e 0 superior. A chave-boia possibilita a ligacao do motor da bomba de agua quando 0 reservat6rio superior esta vazio e oreservat6rio inferior, cheio. Em qualquer outra altemativa, 0 motor perrnanece desligado. Na Fig. 7.12, A e B sao os terrninais que vao abobina da chave magnetica do motor. - Chaves-b6ia em serie, _ Esta central pode ser programada para ligar ou desligar equiparnentos externos, como comando de portoes de acesso, comando de luzes extemas, interligacoes de telefones extemos para vizinhos ou policia. b) Detector de vibracao . Monitora paredes intemas ou extemas (a90 ou concreto), acionado por variacoes repen­ tinas no espectro sonoro; acusa tentativas de arrombamento (ferramentas mecanicas ou terrnicas e explosao), c) Detector de quebra de vidro. Supervisiona a quebra de vidros para todos os tipos de vidros pIanos (ex­ ceto de duas chap as) e aciona urn transdutor eletrico sonoro. Acusa tambern cortes ou avarias. d) Detector passivo por infraverrnelho. Pode ser instalado em portas, corredores, escadas, ou em locaisque precis am de rnonitorizacao constante. 0 campo de supervisao do detector ede 85° na horizontal e 55°na vertical. Ao ser invadido 0 campo de supervisao totalrnente invisfvel a olho humano, ocorre 0 disparo do alarme pela central. o detector passivo por infraverrnelho trabalha com urn nivel de tensao da ordem de 12 VCC e conso­ me aproximadamente 12 mAo Na Fig. 7.11 vemos urn esquema extraido do catalogo da Siemens onde sao mostrados os diferentes eqoi­ pamentos instalados para a protecao de uma casa. 283 I ~Iom-o~ r------l i _~J~; ----=::: j §= Reservat6rio Reservat6rio supetfor - Cheio Superior - Vazio Reservat6rio Inferior - Cheio Reservat6rio Inferior - Vazio --+t~ "I. ~AB NESTAS CONDI90ES 0 CIRCUlTO ESTAABERTO I r------, ~o~ 0. ~y~ A B NESTAS CONDI90ES 0 CIRCUITO ESTA FECHADO EO MOTOR FUNCIONA Fig. 7.12 Chave-b6iapara controledo nfvel da agua do reservat6rio. Ha casos em que nao se pode instalar 0 "cano extravasor" da caixa-d' agua superior, por isso a chave-b6ia pode falhar, sob pena de termos urn transbordamento da caixa com serias consequencias. ocircuito da Fig. 7.13 adiante esugerido, usando-se duas chaves-b6ia em serie, cujo funcionamento esim­ S. Na saida da chave-b6ia I, liga-se em serie a chave-b6ia 2, conforme a figura. Se a chave-b6ia 1 se pren­ :rna haste por algum motivo, a caixa continuara enchendo e a chave-b6ia 2 interrornpera 0 circuito, fechan­ o circuito de uma luz de ernergencia ou de urna cigarra, indicando que ha defeito na b6ia 1. ,.,.4 COMANDOS POR SISTEMA INFRAVERMELHO " A. semelhanc;:a dos controles remotos dos aparelhos de TV, som, portas de garagem etc., tao comuns hoje !llldia,existem controles remotos para ilurninacao, tomadas ou qualquer outro equipamento eletrico. sistema "Deltalux" foi desenvolvido pela Siemens e destina-se ao usa residencial. Destaca-se por usar dla9ao infravermelha, em vez de ultra-som ou radiofrequencia, sujeitas a interferencia. Pode ser usado em a90esnovas ou em reformas, sem necessidade de instalacoes de conduites ou de caixas de ernbutir. ra facilitar as manobras, este sistema possui quatro canais em duas 0P90es: transmissor portatil ou 'eceptores de base fixa (ver Fig. 7.14) e seus correspondentes receptores (interruptores ou dimmers). ? ('Funcionamento dos transmissores infravermelhos Fig. 7.11 Esquema da protecaode uma casa contra roubos. (Cortesiada Siemens.) lOs transmissores operam a bateria, da mesma maneira que 0 controle remoto do televisor. Cada canal. se­ ~damente, comanda urn consumidor ou grupo de consumidores eletricos atraves do receptor infravermelho --...... 284 Instalacocs Elctricas ,, ,- , '0 1- _ "r I ...J .. Circuitos de Sinaliza,ao ­ I L ...... -~ • I I Nivel de emergencia ".4··~ • . .• ...J il~if:' ~1IlU1t' grupos de consumidores eletricos, Com a utilizacao deste receptor em caixas de distribuicao, eliminam-se os interruptores antigos, usando-se, porem, a sua fracao de retorno as lampadas ou outros aparelhos. to. Luz?e ernerqencia :-o~- -o~ :- h: ,~ o receptor podera ser montado diretamente em caixas de distribuicao, onde cornutara urn consumidor ou Reservat6rio Superior - enchendo I Comos receptores para caixa de interruptores podem ser ligados/desligados ou ajustada a intensidade da iensao dos consumidores ou grupo de consumidores eletricos. a comando podera vir de urn interruptor con­ vencional conectado em paralelo ao receptor, de urn transmissor (portatil ou de base fixa) ou ainda manual­ mente no proprio RCI. Em qualquer instalacaoexistente poderao ser instalados receptores infravermelhos para caixa de interruptores; basta substituir os interruptores antigos pelos RCIs. Receptor para caixa de distribuiaio (RCD) ; f. 'iV: : Receptor para caixa de interruptores (RCI) i"--­ 0] f"'__ I 285 Receptor para ldmpadas fluorescentes (RLF) '¢I ou ciqarra ~ ..::----------1 Estereceptor e adequadopara rnontagemem luminariasfluorescentes, podendo tambernser usado em outras aplicacoes. L ._~ Receptor para caixa de tomada (RCT) -~ 1~~J' o receptore diretamenternontado entre 0 plug e a tornadaresidencial. Dispoe de pinos chatos e redondos, 0 . que permite a montagemdireta na tornada.Assimcontrola-sequalqueraparelho Iigadoa tomada. (Ver Fig. 7.14.) ::~~·~I A B N ~ 7.5 COMANDO DA ILUMINAC;::.AO POR CELULAS FOTOELETRICAS ~. Emcircuitos de iluminacao de exteriores (ruas, caixas-d'agua, patios etc.) e muito comum 0 comando de Reservat6rio Inferior cheio Fig. 7.13Uso de duas chaves-b6ia no reservat6rio superior. J~,liga~ao e desligamento ser automatico por elementos fotossensfveis. Na Fig. 7.15 vemos 0 diagrama de urn »;: . '~t~l'I '1 i ~' I~. ~II" correspondente, Tal comando pode ser feito a uma distancia de ate 15 m. as transmissores de base fixa podem ser usados de forma fixa ou portatil. Para alimentacao e usada uma bateria comum de 9 V. Funcionamento dos receptores infravermelhos Atraves dos receptores pode ser comutada ou ajustada a intensidade Iuminosa de lampadas incandescentes ou outros consumidores; podem ainda ser Iigadas e desligadas lampadas fluorescentes (sem controle deinten­ sidade luminosa). as receptores estao disponfveis para 110 ou 220 V, 50/60 Hz. ® ~ ED r()\~ "'---'--!J ~ @) w ~ ~ 00 v i I ---- ----.... ~ ~ ­ ~ """ ~ ® ~~: I G Unha Comando Neutro COMPONENTES: r 1Q il R ® .~ i R - Resistor A- Fotorresistor V - Varistor D - Retificador C - Capacitor" I' I (a) Diagramado fotointerruptor IE/96 ABC N xY Z N ® (1) Transmissor Portatll (TP) (2) Transmissor Base Fixa (TBF) I (3) Receptor para Caixas de Interruplores (RC) (4) Receptor para Caixas de Dislribui~ao (RC(~1n (5) Receptor para Llimpadas Fluorescenle (6) Receptor para Caixas de Tomadas (RC Fig. 7.14Interruptor de controle remoto (Siemens). n Neutro- branco (b) Esquemade liga~o em sistemas. (c) Esquemade ligal;aoem sistemas. Fig. 7.15 ~,,";': .... '" -;:::"' .:' ,. :"_'.,)' ;.•:. '., :'_~;J: : ~~.~·S-~~.:~" .:,'-.I'!;.'•.-":,: . Circuitos de Sinalizacao "'> -Co S~ .E:S ° i 0) automatico (three-way na posicao indicada na figural :> LL I 0 U I": I I I ~ \I.l I I __ ..J ~ ~ ec e:l ~ ~ ~; . B £ s'" J o 8 ~ ~ en E ~ £ M c -§ ::l o '" "0 RESUMO c '- 'Iransmissao por fibra 6tica. - Sistemacontra roubo em residencia. Sistema de b6ias em reservat6rios. Comandos por sistema infravermelho. Comando da iluminacao por celula fotoeletrica. :~ 's" .a «o -' " "0 'g'" .", t: (/) CD '"x '" rio 'a ;q o 'iii ~ ~I ;.',. "i _ a fotocelula comanda os projetores e a luz de obstaculo; - botoeira inoperante; , _ a lampada-piloto acesa indica projetores energizados. b) manual (three-way virado para cima) _ a fotocelula comanda somente a luz de obstaculo: a botoeira comanda os projetores; a lampada-piloto acesa indica projetores energizados. 0. 0 9­ ::a (/) '" CD o 0 "0 X "s'" '" 0 c c "0 E ~ '0." 'S CI' \I.l .....:.... oil iZ eo '" g] g o Q)~ "0'''' Nt: :>.0 -'0 287 folointerruptor para uma larnpada ligada em 127 ou 220 volts. Estes elementos sao instal ados individualmente juntoa cada lampada e operam segundo a intensidade de luz recebida (ligam de 8 a 10 lux e desligam de 80 a 100 lUX). Estes dispositivos sao muito uteis porque eliminam 0 fio-piloto para 0 comando das lampadas, bern como 0 operador para apagar e acender. Tambem podem-se utilizar celulas fotoeletricas para comandar varias lampadas ou projetores, utilizando­ secontactores, cujo circuito de comando e controlado por urn elemento fotossensfvel. Na Fig. 7.16, vemos urn 'equipamento deste tipo, fabricado pela PETERCO, cuja finalidade e 0 controle de Iurninarias e projetores a distancia, utilizando uma celula fotoeletrica ou comando por botoeira "Iiga-desliga". dimensionamento do ,contactor e da flacao indicada no desenho vai depender da potencia do circuito a comandar. Este equipamento "possui urn interruptor three-way para a ligacao automatica ou manual da seguinte maneira: 5:>­ '5.~ Em ~~ . ........... Instalacocs de Para-raios Prediais (Ref.: Norma NBR-5419/93) 289 ~,~i ':i);· 8 'I:: "/tl: lilli.~ , Ihp , A Instalacoes de Para-raios Prediais (Ref.: Norma NBR-5419/93)* ~ ~~ 8.1 GENERALIDADES SOBRE OS RAIOS " . +.: +.. -+... -t- '.'-i-:" ;:~~ 8.1.1 Formacao de Cargas II ~'1 '~fl ~l~. Fig. 8.1 Modele eletrogeometrico: visualizacao do R; ayao dos raios. ~l Raio e urn fenomeno atrnosferico de danosas conseqiiencias, resultante do aciimulode cargas eletricas em uma nuvem e a conseqiiente descarga sobre 0 solo terrestre ou sobre qualquer estrutura que ofereca condicoes !Donna9ao na superffcieda terra, por inducao, de cargas eletricas crescentes e de sinal contrario, Assim, 0 campo favoraveis a descarga. Ha varias teorias explicativas do fenomeno, entre as quais as de Simpson, Elster e Geitel. Pe1a teoria de _0'" "tricoda terra toma-se tao intenso que da origem a urn lfder ascendente (receptor), que parte em direcao ao descendente. 0 encontro de ambos estabelece 0 caminho da corrente do raio, que se descarrega atraves do Simpson, durante uma tempestade, ha correntes ascendentes de ar com uma certa umidade, sendo que,acerta ionizado. 0 raio atinge 0 solo ou uma estrutura no local de onde partiu 0 lfder ascendente por meio de urn altura, formam-se gotas de agua, resultantes da condensacao do vapor d'agua. Estas gotas vao aumentandode nao necessariamente vertical. Isto se toma evidente porque estruturas altas sao muitas vezes atingidas diametro ate ficarem grandes e cairem por acao da gravidade. Na queda,juntam-se umas as outras, aumentan­ almente pelo raio, emboraprotegidaspor urn captor no topo. Os pontos de maior intensidade de campo ele­ do de tamanho ate se tomarem instaveis, aproximadamente com 0 diametro de 0,5 em; entao fragmentam-s e nosoloe nas estruturas sao os pr6ximos da extremidadedo lider descendente.Deste modo, a superftciede e libertam Ions negativos que, juntando-se as partfculas existentes na atmosfera, sao arrastados com vioJencia esfera cujo centro se localiza na extremidade do ultimo saito e 0 lugar geometrico dos pontos possfveisde para a parte superior e bordos da nuvem, em virtude da interferencia de pequenos cristais de gelo ali existen­ matingidos pela descarga.Esses pontos podem ser simuladospor uma esferafictfciade raio R, cujo compri­ tes. to eigualao ultimo trecho a ser vencido pela descarga (lfder descendente).(Ver Fig. 8.1.) Pela teoria de Elster e Geitel, tarnbem foi admitida a existencia das correntes ascensionais de ar umido. Tipos de captores: formando-se gotas que, quando atingem certo peso, cornecam a cairo Considerando-se a superffcieda terra predominantemente negativa, estas gotas, por inducao, ficam carregadas positivamente na parte inferior e a) haste(com ou sem buque) negativamente na parte superior. As gotas grandes encontram-se, em sua queda, com as gotas pequenas em b) cabosesticados ascensao, fomecendo-lhes cargas positivas e recebendo a negativa; assim, a parte superior da nuvemtoma-se c) condutores em malha positiva e a parte inferior, negativa. . Conc1ui-se que, por ambas as teorias, ficou demonstrado que a parte inferior das nuvens tern cargaspredlT minantemente negativas e a parte superior, cargas positivas. Alias, as observacoes e medicoes das descargas .2AVALIA<;A.o DOS NIvEIS DE PROTE<;A.O que caem sobre linhas de transmissao provam que sao resultantes de nuvens carregadas negativamente. .2.1 Generalidades 8.1.2 Formacao dos Raios Conhecido 0 modo pelo qual se formam as cargas atmosfericas, vejamos como se da a descarga. A Norma NBR-5419/93 conceitua 0 modelo eletrogeometrico da esfera rolante ficticia, que serve delimitar 0 volume de protecao dos captores de urn SPDA (sistema de protecao contra descargas atrnosf fi­ cas). Nas descargas negativas, que sao as mais freqiientes, 0 raio e precedido de urn canal ionizado descenden~ te (Iider), que se desloca no espaco por saltos sucessivos de dezenas de metros. Este deslocamento provoca pr (*) Paramaiores detalhes, 0 projetista deve consultar esta norma. .~ Estruturas especiais com riscos de explosao, tais como aquelas que contem gases ou Ifquidosinflamaveis, uerem urnalto nfvelde protecao contra descargas atmosfericas, Tais estruturas devem obedecer as prescri­ complementares da Norma NBR-5419/93 ou de normas especfficas. Para os demais tipos de estruturas, .serinicialmentedeterminado se urn SPDA e exigido ou nao, Em muitos casos a necessidade de protecao :v1dente, como por exemplo: r- emlocais de grande afluencia de publico; emlocais onde se prestam services publicos essenciais; emareas com alta densidade de descargas atmosfericas; emestruturasisoladas com altura superior a 25 m; emestruturasde valor hist6rico ou cultural. ... : :.:,:,:,.- --.r";-:_:-'.-· ,~. -. ~~6,E;~_·.::~.-·":· . . ;.( ....;!~"'\: .".. ~ ..~.I.....,':-;-. 290 Instalacoes de Para-rains Prediais (Ref.: Norma NBR·5419/93) Instalacoes Eletricas _ £~mitedaareaAe_ _ ----... 8.2.2 Freqtiencia Admissivel de Danos ~ A Fig. 7 do Anexo D da NBR-5419/93 e urn mapa isoceraunico para incidencias das trovoadas por ano e por krrr' de area. Por recomendacoes internacionais sao considerados: 0 / Brasil, onde estao mostradas as :1.,1 1 Depois de detenninado 0 valor de (N), que e 0 rnimero provavel de raios que atingem a estrutura, aplicam­ se fatores de ponderacao indicados nas Tabelas 10 a 14 do Anexo C da NBR-54 19/93. Se N;:;: 10- 3, a estrutura requer urn SPDA. Se N:5 10-" a estrutura dispensa urn SPDA. Na Tabela 15 do Anexo D da NBR-5419/93, estao citados alguns tipos de estrutura com os efeitos possi­ veis das descargas atmosfericas e 0 nfvel de protecao, urn fator basico para se calcular 0 SPDA. Transcreveremos alguns exernplos mais compativeis com 0 escopo deste livro: \ Efeitos das descargas atrnosfericas Residencias Fazendas e afins Teatros, escolas, lojas esportivas, igrejas Bancos, comercio etc. Hospitais, casas de repouso e prisoes Industrias Estruturas com riscos confinados aos arredores e meio arnbiente Museus e afins Estacoes de telecornunicacoes, usinas eletricas, refinarias, industrias quimicas, usinas nucleares e laboratories quimicos Danos nas instalacoes eletricas, incendio e danos materiais Incendio, tensoes de passo perigosas, interrupcao de energia eletrica, danos aos animais Danos as instalacoes eletricas, possibilidade de panico e falha no alarme de incendio Idem acima e mais perda de comunicacoes e de dados Idem escolas, alem de falhas em tratarnentos intensivos etc. Riscos nas estruturas, no suprimento eletrico e na producao Perda no patrimonio insubstituivel Interrupcao inaceitavel dos services publicos, risco de incendio, explosao, falhas de operacoes perigosas etc. = freqiiencia media anual previsivel = 0,04 X Tl25 t, = mimero de dias de trovoada por ana Se N for maior que 10- 3 (I por I 000), instalar 0 SPDA. Se for menor, dispensar 0 SPDA. --­ } / 2 2 Ae= fw + 21H+ 2Hw+ 'Tr"H em m igual alturada estrutura, e a Fig. 8.2 Determinacao da area da exposicao equivalente (Ae) - Estrutura vista em planta. Consiste na determinacao do lugar geometrico dos pontos possfveis de serem atingidos pela descarga .'. atmosferica. III Na Tabela 8.2, temos a distancia Rem funcao do 1mb. de crista e do nfvel de protecao, III ouN ,~ II .~ II . ~~ ;r< II III II I Para se avaliar a area da protecao, seguir a orientacao da Fig. 8.2, de acordo com a norma NBR-5419!93· Conhecida Ae, aplica-se a formula da citada norma: N Ng I .1 -­ . ·8.3.1 Metodo Eletrogeometrico Nivelde protecao 8.2.3 Avaliacao da Area de Protecao onde: ~ I ­ \ 8.3 PRINCIPAlS METODOS DE PROTEc,:;Ao Obs.: Para maiores informaeees deve ser consultada a norma NBR-5419/93. N= NgAe 10- 6 ~ A distanciaH s Estruturas comuns I " .........._. Tabela 8.1 Exernplos de Classificacao de Estruturas Tipo da estrutura '<- I - riscos maiores que 10- 3 (isto e, I em I 000) por ana sao considerados inaceitaveis; - riscos menores que 10- 5 (isto e, I em 100 000) por ana sao considerados aceitaveis, Classificacao da estrutura 291 I .. Tabe1a 8.2 Avalias:ao da Determinas:ao de R ~~ Nivel de ~; I II III protecao J~, r~ I.~_. DistfulciaR (emm) Valor de 1mb. de crista (leA) 20 30 45 60 3,7 6,1 10,6 16,5 IV .~ "i. Ref.: Tab. 16 do Anexo E da NBR-5419/93. I fi~a Tabela 8.3, temos os valorc:s do modulo da malha ('!:) em funcao dos nfveis de protecao exigidos. Nas Figs. (;~8.4 e 8.5 vemos como deterrrunar 0 volume de protecao dos captores com h < R e h > R. ~J' 11 Tabe1a 8.3 Posicionamento do Captor conforme Nfvel de protecao hem) 20 30 45 60 R(m) 0. 0. 0. 0. I II III IV 20 30 45 60 25 35 45 55 (A) 25 35 45 (A) (A) 25 35 (A) (A) (A) 25 0 Nfvel de Prorecao - M6dulo da malha (m) (B) (B) (B) (B) 5 X 10 X 10 X 20X >60 10 15 15 30 Ref.: Tab. 1 - Anexo C da NBR-5419/93. (A) Aplica-se somente aos metoece eletrogeometrico, malha ou gaiola de Faraday (malba - rede de condutores dispostos no plano horizontal ou inclinado sobre 0 volume a proteger; gaiola de Faraday - rede de condutores envolvendo todos os lades do volume a proteger). (B) Aplica-se somente ao metoda da gaicla de Faraday. h = altura do captor {predio + haste) " = angulo de protecac (metodc de Franklin) R = raio da esfera rolante (ver ltens 8.3.1.1 e 83.1.2). ---- . :'J~-9 ;1:-': 292 Instelacoes Eletricas Instalacoes de Para-raios Prediais (Ref.: Norma NBR-5419/93) 8.3.1.2 Volwne de Protecao de um Captor Vertical com h ~ Iga= -c; ,~: 293 >R Demodo analogo, pode-se tracar 0 volume de protecao para h > R. _ Nota-se, pela Fig. 8.5, que podem ocorrer descargas laterais sobre a altura excedente (esta fora da prote~ao). . No topo de estruturas extensas, em especial naquelas com altura superior a 20 m, a NBR-5419/93 reco­ ", lIlenda urn captor em forma de anel, disposto ao longo de todo 0 perfmetro. s: h n e e ccs « p'. ~. ~Ji~.i" ~j~~. '.8.3.2 Metodo de Franklin Volumes protegidos h - altura do captor a - angulo de e.r<'tegao~etodo de Franklin) Fig. 8.3 Volumes de protecao do SPDA, conforme Tabela 8.2. R - raio da esfera rolante (ver Item 8.1.2) :,: Consiste em se detenninar 0 volume de protecao propiciado por urn cone, cujo angulo de geratriz com a {vertical varia segundo 0 nivel de protecao desejado e para uma determinada altura de construcao, A Tabela 8.4 JUomece 0 angulo de protecao contra descargas atmosfericas para diversas alturas de construcao, i: 8.3.1.1 Volwne de Protecao de um Captor Vertical com h < R ~,~, Para se determinar 0 volume de protecao para h < R, procede-se do seguinte modo: 'I~ Com a distancia R, traca-se uma horizontal paralela ao plano do solo e urn segmento de cfrculo com centro .e~.. no topo do captor; a intersecao e 0 ponto P. Do ponto P e com raio R, traca-se urn segmento de cfrculoque . ~ tangencia 0 topo do captor e 0 plano do solo. :~ o volume de protecao edetenninado pela rotacao simetrica da area A em torno do captor. Ver Figs. 8.4e 8.5. . .r.• !t1f, '~ ,li! ;I~ I p I 0 !/ ~ ~. ~-~ ~i ~~AreaA 1 >0V@~~~ Aef.: Fig. 11 do Anexo 0 da NBA - 5419/93. ...v I :.1 Altura da Construcao (m) Nfvelde " Protecao 20 30 45 I 25° Nao perrnitida pelo II 35° 2SO Metodo de III 4SO IV 55° - 35° 2SO 4SO 3SO 60 I I Franklin I 2SO ~~~~Jl, AFig. 8.6 indica os parametres para a aplicacao do metodo de Franklin. .Ii? Fig. 8.4 Volumede pro~ao do captor com h < R. .&ii, EE §lEE EE EE /' o EEl p ~Ii~ I Tabela 8.4 Angulo de Protecao ex em Funcao da Altura e do Nivel de Protecao EE EE EE EE EE EE EE ;: EE EE ~ EE EE EE; EE -. EEl ..s;:" EEl p Fig. 8.6 Rb=h,Xtgex /" Ref.: Fig. 12 do Anexo 0 da NBR - 5419/93. Fig. 8.5 Volume de protecao do captor com h ::> R... raio da base do cone de protecao, em m; '. :' . ' ., ' ~ .. ~~. - '!7;'."1':-::~ .: :!. ': r.~~' .~~ 294 Ci. = ;.~:,.;:. ;.,.'..::';. -, ;';":.,:~.,. ~.- .:-c ' :; " - Instalacoes de Para-raios Prediais (Ref.: Norma NBR-5419/93) Instalacoes Eletricas h, . altura da extremidade do captor, em m; angulo de protecao com a vertical dado pela Tabela 8.4. Se houver mais de urn captor, pode-se acres­ cer 10°. Na parte mais alta do ediffcio deve-se instalar, ao longo de toda a borda, urn condutor que fara a interliga_ yao de todos os captores. 8.3.3 Metodo de Faraday Consiste em cobrir a parte superior da construcao com uma malha captora de condutores eletricos nus. A distancia entre eles e funcao do nivel de protecao que se deseja, conforme determina a Tabela 295 nivel de protecao k, 0,1 IT 0,075 Ill-IV 0,05 K, depende da configuracao dimensional (uni, bi ou tridimensional) unidimensional ,bidimensional .;: tridimensional -K, = 1 -K, = 0,66 -K, = 0,44 8.5. Tabela 8.5 Distancia entre os Cabos da Malha de Protecao Nfvel de Protecao Distancia (m) I 5 II 10 III 10 IV 20 ~ :{ lnstalacao eletrlca ou instalaceo metallca -­ ~, :11 Niimero de condutores Barra de ligacao N= (DIDJ equipctenclal +1 ~rl=l&" >( ..;/" sf -c­ Onde: N D D, = mimero de condutores no sentido da largura ou comprimento; = dimensao da area plana captora no sentido da largura ou comprimento; = distancia entre os condutores, em metros (Tabela 8.5). "£,, {1-1.... Kr:= I S =dlstancla de seperaeao 1= comprimento do conoutor de descida Fig. 8.7 Deterrninacao de K, numa configuracaounidimensional. Observacoes importantes: JJ Eprudente colocar hastes verticais ligadas ao longo da malha de protecao e distanciadas cerca de 8 m,enas ;K. dependedo material de separacao S: juncoes da malha. ,.~ K. = I para 0 ar 2. 0 comprimento das hastes verticais deve ser de 50 em no rnfnimo. 3. 0 mimero de descidas e detenninado de maneira identica ao metoda de Franklin. K. = 0,5 para solidos 4. 0 numero de condutores nos sentidos considerados (largura e comprimento) nao exime a colocas:ao da \. Esta formula e valida para condutores de descida da ordem de 20 m; para estruturas de concreto, com anna­ protecao de borda. 10 de aco, e para estruturas metalicas, estes requisitos sao atendidos. 1. l 8.3.4 Proximidade do SPDA com Outras Instalacoes Para evitar centelhamentos perigosos quando urna ligacao eqiiipotencial nao pode ser efetuada, a.dis~cia v: de separacao (S) entre os condutores do SPDA e as instalacoes metalicas, massas e condutores elelnCOS e e ser aumentada com relacao adistancia de seguranca (d). Para urn SPDA isolado, a distancia entre 0 caplOr instalacao metalica do volume a proteger deve ser maior que "d", S~d d = k, . K, , k m onde: = comprimento do condutor de descida (m) k, depende do'nfvel de protecao escolhido, a saber: e ·e l.4 P4RTES CONSTITUINTES DE UMA INSTALAc;:;Ao DE PARA-RAIOS TIPO FRANKLIN Deacordo com a Fig. 8.6, temos as seguintes partes: i- Ponta ou captador ,- Haste metalica i - Isolador i·- Brayadeira - Cabode descida ou de escoamento (- Protetor (de material isolante) contra acoes mecanicas '- Eletrodo de terra. ".":; f·" 296 Insralacoes Eletricas Instalacoes de Para-raios Prediais (Ref.: Norma NBR-5419/93) 297 ;~: lsolador Aneis de Penta ---~ porcelana ,<:~~. ......!Y Cabo de desc'da I DO Junia movel ­ ~ ~';~ ij ~ ~ .7//////7/7/7////////TI/////////// ~/Jr$//T/////)I//l/ r--- - - - - - - - - - -I I SOlda.... Cabo a 2 metros sob 0 solo I , , Protetor contra 'I') acao mecanica It, I .nDI~ \... 'C.~::-;J t... i't- , - , '{II \1I '- 00100100 DDIDDIDD (b) Para 0 eletrodo ~ de terra I' Fig. 8.9 ::' Qualquer parte do para-raios deve ser boa condutora de eletricidade, pois do contrario a corrente da faisca _'eletrica, norrnalmente da ordem de milhares de amperes, causaria uma elevada queda de tensao, com tempe­ , Lraturas extremamente altas, 0 suficiente para fundir toda a instalacao. )Zi Se 0 ediffcio e metalico po de .ser dispensada a instal~"i'io da haste e ~a ponta, porem a estrutura metalica , £deve ser ligada ao "cabo de descida", que, com as dernais partes, escoara a descarga para a terra. ~HaSle ~; t I~ 18 ·C'8.4.2 Haste Metalica o Il~~, e> 0 :~.> (e) Gaiola de Faraday I L Elelrodo de terra iijl Ea parte a qual se Iiga a ponta ou captador. Efacil compreender que, quanto mais alta a haste, maior sera protecao, porem elevar muito significa dificultar a instalacao ou, em outras palavras, encarecer. Na pratica, -0 se deve usar haste maior que 5 metros. Como e intuitivo, podemos instalar a haste aproveitando uma estrutura ja existente (casas, torre de igrejas, amines etc.), ou construindo uma estrutura somente para sustentar a haste e demais partes. Evidentemente segunda solucao e muito mais cara, porem protege melhor. A. Tabela 8.6 da 0 diametro e 0 peso da haste em funcao do comprimento. ,I ,i ! Tabe1a 8.6 Diametro e Peso da Haste em Puncao do Comprimento Cornprirnento (metros) 2 30 o 2,5 32 o 3 35 40 45 50 55 Sj ~ 0. Fig. 8.8 Partes constiruintes de urna instalacao de para-raios tipo Franklin para residencias, Na Fig. 8.11 esta representada uma instalacao de para-raios tfpica. Na Fig. 8.12 sao apresentados alguns dos materiais para instalacao. 8.4.1 Ponta ou Captador E a parte mais elevada do para-raios, destin ada a receber a descarga pelo "efeito das pontas". pode ser~~ uma tinica ponta (Fig. 8.9(b», ou de varias pontas, constituindo 0 que se chama urn "buque", em geral de lata ou bronze cromado (Fig. 8.9(c». Na Fig. 8.9(a) esta representado 0 detalhe deste Ultimo. 3.5 4 4,5 5 5.5 6 Peso (kg) Diametro da haste (milfrnetros) Ferro 8 10 15 18 25 32 42 60 55 65 70 Cobre 9 12 18 21 50 ~ ~ 37 50 65 83 Obs..' Para pequenas casas,aconselha-se a haste de 2 m; para casascom 4 ou 5 pecas, deve ser de 5 m. Embora a tabela indique 0 uso do ferro galvanizado, 0 seu emprego deve ser evitado, pois se trata de urn almau condutor de eletricidade, alem de ser tambem magnetico. Assim, quando uma corrente elevada passa es do ferro, pelo fato de este ser magnetico formam-se correntes de auto-inducao, de sentido contrario, e traz aumento de queda de tensao, com os danosos efeitos ja citados. A. COlhpara"i'io a seguir esclarece 0 problema. ··--'.'·f':" ". .;'. ,-,~;<;: .-.j .' ' •• ' .. -~.:,~,.~.- .: ~~~- '. 298 .",:, :~!, ~ :'~:~;:"'-' ';... ', .."..~.!"". Instalacoes de Para-raios Prediais (Ref.: Norma NBR-54I9/93) Instalacoes Eletricas 299 As curvas nao devem ser bruscas: se 0 beiral do telhado for muito longo, sera aconselhavel usar urn isola­ dor de baquelita em forma de cilindro e fazer 0 cabo passar em seu interior. A partir de 2,5 metros acima do solo devera se estabelecer umajunta movel, conforme a Fig. 8.10, a fim de possibilitar a medida de resistencia da terra, periodicamente (pelo menos uma vez por ano). Pela Tabela 8.4 uma haste de cobre de 5 metros deve ter 55 mm de diametro e pesar 50 kg. Se quisennos utilizar uma haste de ferro, com a mesma resistencia eletrica, esta devera ter urn diametro de ISOmm, pesando 350 kg. NOTA: E comum ver-se em igrejas 0 para-raios instal ado diretamente na cruz de ferro, sem 0 menor isola­ mento da alvenaria da torre. Eevidente que este para-raios esta mal instalado; a haste deve ser completamente isolada de qualquer parte boa ou rna condutora alheia ao para-raios, Muro 8.4.3 Isolador cabo paraa haste ~ @ Pode ser de modelo industrial normal e do tipo exterior para 10 000 volts. ~ Junta rnovsl 8.4.4 Bracadeira Deve ser tambern de material born condutor, destinando-se a fixar 0 r;==J cabo de descida a haste. 8.4.5 Cabo de Descida on Escoamento '/ r:: : ~'. Os dados a seguir valem para todos os metodos apresentados. 0 mimero de descidas e dado por N, = Ptls, n, P Vista lateral ~ ·-r,' ~ t, Onde: ...if. = mimero de condutores de descidas; = perfrnetro da construcao, em m; Dd = distancia entre os condutores de J' Posicao para inlroduzir 0 aparelho de medir Poslcao normal da junta Fig. 8.10 Sugestao para uma junta movel. descidas (Tabela 8.7). 8.4.6 Protetor contra A~oes Mecdnicas Tabela 8.7 Nfvel de Protecao Distancia Maxima dos Condutores-deDescida .~~ ; Afim de evitar danos por acoes mecanicas, deve-se proteger 0 cabo de descida desde 0 solo ate uma altura . aproximadamentede 2,5 m com ripas de madeira ou outro material isolante apropriado. I 10m \8.4.7 Eletrodo de Terra II 15m III 20m IV 25m Edas mais importantes partes do sistema de para-raios. Pela NBR-5410/97/98, sera aconselhavel que a i,resistencia do eletrodo de terra nao ultrapasse 5 ohms, com 0 cabo de descida desligado, e deve ser verificada periodicamente, nunca ultrapassando 10 ohms. Tiposde eletrodos de terra o .~ cabo de descida podera ser de cobre, alumfnio ou aco galvanizado. A bitola e determinada pela Tabela 8.8. A NBR-54 I 0/97/98 na Tabela 47 sugere tipos de eletrodos de terra, da qual transcrevemos (Tabela 8.9) ._.alguns tipos. Tabela 8.8 Material Condutor Tabela 8.9 Eletrodos de Terra Altura da Construcao es 20m >20m Cabo de cobre 16mm' 35mm' Cabo de aluminio 35mm' 50mm' Cabo de a~o galvanizado 50mm' 80mm' De acordo com a Fig. 8.8,0 cabo deve ser isolado das partes nao-condutoras do ediffcio por meio de ~6iS de porcelana, devendo manter pelo menos 10 centfrnetros de dis tan cia com relacao ao teto e paredes. ' Dimensoes Minimas Observacoes 2,40 m de comprimento e diarnetro nominalde 25 mm Enterramento totalmente vertical Cantoneirade 20 mm X 20 mm X 3 mm com 2,40 m de comprimento Enterramento totalmente vertical Diametrode 15 mm com 2,00 m ou 2,40 m de comprimento Enterramento totalmente vertical Diametrode 15 mm com 2,00 m ou 2,40 m de comprimento Enterramento totalmente vertical .. ":.:" 300 Instalacoes de Para-raios Prediais (Ref.: Norma NBR-5419/93) lnstalacoes Eletricas 301 ... ~ Tabela 8.9 (cont.) Eletrodos de Terra Tipo de Eletrodo Dimensoes Mfnimas Observacoes Haste de cobre Diarnetro de 15 mm com 2,00 m ou 2,40 m de comprimento Enterramento totalmentevertical Fita de cobre 25 mm' de secao, 2 mm de espessura e 10 m de comprimento Profundidade minima de 0,60 ill Largura na posicao vertical Fita de aco galvanizado 100 mm' de secao, 3 mm de espessura e 10 m de comprimento Profundidade minima de 0,60ill Largura na posicao vertical Cabo de cobre 25 mm' de secao e 10 m de comprimento Profundidade minima de 0,60 ill Posicao horizontal Cabo de aco zincado 95 mm' de secao e 10 m de comprimento Profundidade mfnimade 0,60ill Posicao horizontal 50 mm' de se~ao e 10 m de comprimento Profundidade minima de 0,60ill Posicao horizontal Cabo de aco cobreado ~ ~t~~ I II --xu _ • _ y __ ----..c ~mrnimo200mm A ; ;6 I Dfstancla max. 2000 mm Ref.: Tabela 47 da NBR-541O - Ed. 1997/98. Distancla min. 200 mm Se durante a instalacao ou em qualquer ocasiao notar-se que a resistencia do eletrodo de terra ultrapassouos limites pennitidos, somos obrigados a experimentar alguns recursos para tentar melhorar. Os mais simples sao: aumentar 0 mirnero de eletrodos enterrados e interliga-los por condutores; aumentar a profundidade dos eletrodos ja enterrados; aumentar a espessura dos eletrodos; submeter 0 solo a tratamento quirnico com cloreto de sodio (sal de cozinha) ou sulfato de magnesio ou de cobre. Naturalmente, 0 sal de cozinha e 0 tratamento mais barato, por isso mais usado. A NBR-54 10/97/98 tratao assunto relativo ao aterramento com maiores detalhes. 8.6 MEDlv.AO DA RESISTENCIA DE TERRA - resistencia do eletrodo e conexao com 0 cabo de descida; - resistencia de contato entre eletrodo e solo; - resistencia do solo. 8.6.1 Emprego do "Megger Earth Tester" o "Megger" eurn instrumento de medida que da a leitura direta da resistencia do solo, pelo simples girarde uma manivela. Em linhas gerais, e urn gerador de corrente contfnua, ligado a uma bobina de corrente e a UID~ bobina de potencial, cuja reacao entre seus fluxos faz mover urn ponteiro que da a leitura em uma escala gra duada em ohms. .' C ar; Suponhamos que desejamos medir a resistencia de terra do eletrodo E (Fig. 8.13). Colocamos a estaca auxili fixa a uns 30 metros de E e a estaca auxiliar P, movel, em diversos pontos entre E e C, fazendo-se a leitura da ~ tencia em cada ponto. Depois, colocamos a estaca C em posicao oposta e fazemos outra serie de leitura:". Ob::'i' uma figura com a seguinte forma, conhecida como "vulcao", pelo seu aspecto em todas as ~5es (FIg. 8. ..' Pelas medidas efetuadas, nota-se que a resistencia do eletrodo E vai aumentando a medida que a movel P dele se afasta, mas a partir de certa dis tan cia permanece con stante; af temos a resistencia de te ~!~. ~ ~ '-;~ ~ I" I " I ". ,;, ."'- ..... Tuba de Brasifit / [I]I~ . '.(jl,.t>. ;;& .' ~ Detejnes de aterramento Ha varies metodos de medicao da resistencia de terra; estudaremos apenas os principais. Ao se medir uma resistencia de terra, pelo fato de na maioria das vezes colocarmos os instrumentos de medida najunta mO vel, estamos medindo ao mesmo tempo: Imll ,- 8.5 MELHORIA DA RESISTENCIA DO ELETRODO DE TERRA 1) 2) 3) 4) ~ 0:>90° 2"x2800mm 2500 mm ·bl. .~::: .'!51,. ..... .:-,'j9.' :.- ..", . ~. :& '.. . _-,.r. Tomadasde terra ... "tr··"00 Em linha Radial --, :.;;.- ... . ; ~':' ," , ',',f, \~~~:.i'T.' "~~': ,.;( :~::.i" ~ -: ~-- '>' ..J'} 302 Instalacoes Eletricas Instalacoes de Para-raios Prediais (Ref: Norma NBR-5419/93) • IIl / ,1l ': i 1 1 ",JM'X' Bobina de potencial c E y ff ;~""'"' . . . .1•. ..".. ,~g ii/ [i/'£ ~ 15m ~. '.~ ...... 303 . Fig. 8.13 '::'J"" ·i.,":. • :J • ,~, ~~ ~""~ ,ii" __ R (Ohms) ~-:.. ,"S" d'~ I~ ,{0 "', I I~ .11;:. . i~ . ~i ~ Heslstenclade terra do eletrodo E ~ I E ~: ~ • ,;'::~oo ~ . II~ aI :OS' Distancla E-P I Fig. 8.14 ~ ~': . ~~e~elrodo sob teste. A area de resistencia da Fig. 8.14 significa a area onde se verifica 0 crescimento da resisten­ ~~CI3,: Deve-secuidar para que a area de resistencia do eletrodo E_nao se superponha a da estaca C, para nao ;;,~aver snperposi\;ao das leituras e. portanto, resultado falso (Fig. 8.15) . .n,~M"57 R (Ohms) r--­ I Area de resistencia da C I estaca ---jJ_ I I I Resistencia de terra do eletrodo E I I E Fig. 8.12 Material para a instalacao de para-raios (AMERION). Fig.8.1S .' 304 Instalacoes Eletricas Instalacoes de Para-raios Prediais (Ref.: Norma NBR-5419j93) 8.6.2 Metodo Indicado pela NBR-5410/97/98 - Anexo D Anexo-D - R=OSf!­ , L Mediyao da Resistencia de Aterramento (Metodo Convencional com medidor de =perimetro da placa em metros. A titulo de exemplo, 0 procedimento a seguir po de ser adotado quando a medicao da resistencia de aterramento for necessaria. Uma corrente altemada, de valor constante, circula entre 0 eletrodo de aterramento Te 0 eletrodo auxiliar T), localizado fora da zona de influencia do eletrodo T. Urn segundo eletrodo auxiliar T2 , que pode ser uma pequena haste enterrada no solo, e inserido a meio cami­ nho entre T e T" e a tensao entre T e T2 e medida. A resistencia de aterramento dos eletrodos e a tensao entre Te T2 dividida pela corrente entre T e T,. Para verificar se nao ha influencia entre os eletrodos, duas novas medi<;:oes devem ser realizadas com T2 deslocado de 6 m na direcao de T e 6 m na direcao de T,. Se os tres resultados forem substancialmente semelhantes, a media das tres leituras e tomada como sendo a resistencia de aterramento do eletrodo T. Do contrario, 0 ensaio deve ser repetido com urn maior espacamento entre T e T,. ­ (A \ \ I I I I , L6m 1 L6mt 1 ...... = p 3L 0,366 - log 10 ­ L a L = comprimento enterrado da viga em metros; a = diametro do cilindro circunscrito a viga em metros. !I~l RESUMO • _--­ I / I I \ I , " / '­ ---- / 'J I ~ , :~; '~ ~ a Se 0 ensaio for realizado freqliencia industrial, a fonte utilizada para 0 ensaio deve ser isolada do sistema de distribuicao (por exemplo, pelo uso de transformador de enrolamentos separados). Uma indicacao para 0 calculo aproximado da resistencia dos eletrodos de aterramento e a seguinte: No caso de condutor enterrado horizontalmente, e indicada a f6rrnula: ..~: .~~ ~ R= 2p L onde: R = resistencia do eletrodo de aterramento em ohms; p = resistividade do solo em ohms-metro; L = comprimento da vala onde esta enterrado 0 condutor em metros. OBSERVA~Ao: 0 tracado sinuoso do condutor nao melhora a resistencia do eletrodo de aterramento. No caso de hastes de aterramento enterradas verticalmente: R = If I I Fig. 8.16 Medicao da resistencia de aterramento. L [I \ I I \ / '- R T1 T I I \ I~;~ No caso de vigas metalicas: Generalidades sobre os raios: formacao de cargas e formacao de raios. Proximidade do SPDA com outras instalacoes, Volume de protecao de urn captor vertical com h < R e com h > R. Avaliacao dos nfveis de protecao: - generalidades; 0" - frequencia admissivel de danos, " - Partes constituintes de urn para-raios tipo Franklin. , Melhoria da resistencia do eletrodo de terra. - Medicao da resistencia de terra. F6rrnulas de calculo aproximado da resistencia, Fonte \ ~ - eletrodo de aterramento desconectado de todas as outras fontes de tensao, eletrodo auxiliar. = segundo eletrodo auxiliar. = = I I, ~ No caso de chapas metalicas enterradas verticalmente: resistencia de terra) T T, T2 305 = E. L comprimento da haste em metros. :';IZ'~; ..',r . :- '.-.,':....~1.- .::.;:::;,~ -,".,- . '. ~_"; ::.~ ..' "..•_,,~.~:~::.cJ.::;:'- ... :,E&'.~::,;,,-.-.;:', 307 Melhoramento do Fator de Potencia e Instalacao de Capacitores a conceito ffsico pode ser explicado da seguinte maneira: qualquer equipamento que transforme a energia el6trica diretarnente em outra forma de energia util (termica, luminosa etc.), sem necessitar de energia inter­ mediana na transformacao, e urn consumidor de energia ativa. Qualquer equiparnento (motores, transforma­ dores, reatores etc.) que necessite de energia magnetizante como intermediaria na utilizacao de energia ativa, eumconsumidor de energia ativa e reativa. A energia reativa e uma energia trocada entre 0 gerador e 0 receptor, nao sendo propriarnente consumida como 0 ea energia ativa. Vetorialmente, representa-se a energia reativa 900defasada em relacao a ativa e isto significa que atinge os maximos e rninimos 90° eletricos em defasagem, Por convencao, se 0 receptor consome energia reativa, diz­ seque a mesma esta 90° atrasada em relacao a energia ativa; se 0 receptor fomece energia reativa, esta 90° avan~ada em relacao a mesma. Temos entao as representacoes: 9 Melhoramenro do Fator de Potcncia e Instalacao de Capacitores Receptorde energia Fornecedor de energia reativa reativa P (realiva) P (atlva) 90' (kVAr) (kW) 90" P (reativa) o fator de potencia foi sempre motivo de preocupacao dos engenheiros encarregados do projeto e estudo dos sistemas de luz e forca. 0 baixo fator de potencia causa series problemas as instalacoes eletricas, entreos quais podemos citar: sobrecarga nos cabos e transformadores, crescimento da queda de tensao, reducaodo nfvel de iluminamento e aumento das contas de luz ou forca, o aumento das contas explica-se da seguinte maneira: - Segundo 0 Decreto-lei n." 62 724, de 17 de maio de 1968,com a nova redacao dada pelo Decreto n,? 75887, de 20 de junho de 1975, os consumidores que tiverem fator de potencia medic mensal inferior a 85% deverao ter suas contas acrescidas da relacao entre 0 fator de potencia medido e 0 fator de potencia 0,85. "j ~: Fig. 9.1 Ii ~ Como consumidores de corrente reativa, podemos citar: transformadores, reatores, motores de inducao, !~ motores sfncronos subexcitados. . Como fomecedores de energia reativa, podemos citar: capacitores, motores sfncronos superexcitados .(capacitivos), condensadores sincronos. Em diagrarna temos: o Decreto n.° 479, de 20 de marco de 1992, reiterou a obrigatoriedade de se manter 0 fator de potencia0 mais proximo possfvel da unidade, aumentando 0 limite mfnimo de 0,85 para 0,92. Regula, tambem, 0 famra­ mento de energia reativa capacitiva excedente. Causa principal do baixo fator de potencia: B Gerador p - motores de inducao subcarregados. De uma maneira geral, todo equiparnento que possui enrolamentos, tais como transformadores, reator~s, motores etc., exige potencia reativa da rede; daf podermos citar como outras causas do baixo fator de potenCla: - instalacoesde lampadas fluorescentes; retificadores; equipamentos eletronicos; instalacoes de ar-condicionado etc. Objetivos principais da melhoria do fator de potencia: - reducao dos custos da energia; liberacao de capacidade do sistema; crescimento do nfvel de tensao, por diminuicao das quedas; reducao das perdas do sistema. Os metodos mais usados na melhoria do fator de potencia sao os dos capacitores shunt e motores sinetOnOs superexcitados. 9.2 FUNDAMENTOS TEORICOS Como sabemos, ha dois tipos de corrente (ou potencia) emjogo num sistema: corrente (ou potenci~) a~v~; corrente (oirpotencia) reativa, cuja soma vetorial da a corrente (ou potencia) aparente, mas 0 que isto Slgnifi:.: (kW) (kVAr) 9.1 GENERALIDADES ~L P (ativa) t~ P ativa Molar de indu,ao ~v~ .-... I I o .11 ~ kW Molar sincrono superexci­ tado ~------.I kVAr n R Gerador 0 P aliva Molar ~i; slncrono p .-... subexci­ I tado I kW kVAr ,lo'l­ +", '1 B P ativa P~; Gerador '" kW +", \ :"1: ] kVAr Fig. 9.2 i?3 SIGNIFICADO DO FATOR DE POTENCIA Por defini~ao, fator de potencia e0 co-seno do §ngulo de defasagem entre a corrente e a tensao. Se 0 circui­ forindutivo, ou seja, consumidor de energia reativa, 0 fator de potencia edito em atraso; se for capacitivo, iU seja, fomecedor de energia reativa, e dito em avanco, , Como sabemos que as potencies ativas e reativas, para 0 circuito monofasico, sao: t p. -= UI cos 8 (express os em watts ou kW) P"" -= UI sen 0 (expressos em vars ou kV Ar) ,.- .. 308 Instalacoes Eletricas Melhorarnento do Fator de Potencia e Instalacao de Capacitores facilmente conclufrnos que as figuras a seguir podem ser transformadas nas anteriores (Fig. 9.2). Icos () () ~ Isen () u r 309 () \ V I .' Isen () BkW "'0 6 kVAr • ~~ Fig.9.S u Icas () Fig. 9.3 Do triangulo retangulo kVA = 10 ~ = 100 amperes = 380 volts kW = 35 kVA r kW ~~ +~ ~ I U ~ kW ~ b. Calcular 0 fator de potencia de uma instalacao se: componente ativa ou em fase da corrente componente reativa ou em quadradura da corrente. () I +~ r () I cos () I sen () I, cos 'l' e -J3 . VI . 10-3 -J3 . 380 .35100 x 10- = 0 53 3 ~iII ' ,() kVAr kW I 9.4 FATOR DE POTENCIA DE UMA INSTALAQAo COM DIVERSAS CARGAS Fig. 9.4 Entao, podemos deduzir das figuras as seguintes expressoes: Vejamoso seguinte problema: kW f.p. = cos = - ­ kVA kW = kV A . cos e Ern uma instalacao industrial lemos as seguinles cargas eletricas discriminadas e queremos da instalacao: e .'" kW kVA= - ­ cos t', e ..... 0 fator de potencia a. 100 lampadas fluorescenles de 40 W, cada uma com reator de 8 W e fator de potencia de 90% (atrasado); b. 50 lampadas incandescenles, perfazendo urn total de 10 kW; c. 20 motores de inducao de 5 CV (3,72 kW), f.p. = 0,80 (atrasado), rendimento de 85%; d. urn motor sfncrono de 30 CV (22,37 kW), f.p. = 0,95 (avancado), rendimento de 90% . -:t:. -J3 . V . I . 10- 3 (trifasica) kW = -J3 . V . I . cos e 10- 3 (trifasica) kV Ar = -J3 . V . I . sen e 10- 3 (trifasica) ?'­ kVA = SolUfiio # h -,,;-: onde: ,~: V = volts entre fases; I = amperes de linha; C = capacitancia em farads. Jl: a. - lampadas fluorescentes: -> 4 kW - realores: na Tabela 9.2, para cos (} = 0,90, a tangente e 0,484 - kW = 0,8 <~ !~. kW=O,B (}=2505~ '" kV Ar = kVA . sen () = wc[J1 . 10- 3 f= frequencia em cIs. f~ kV AI = 0,8 x 0,484 = 0,38 W=27Tf -= b. ~n; Exemplo a. Em uma instalacao, medindo com urn wattfmetro, achamos 8 kW e, com 0 varmetro, 6 kV AI. Qual 0 c. fatorde potencia e a potencia aparente? cos . e = -108 = 0,8 ou 80% (Ver Fig. 9.5) - lampadas incandescenles: -> 10 kW ~ kW = 5 x 0,746 4 39 0,85 ' 20 X 4,39 = 87,8 kW 'l;\(::~'j .. ,., "-~'t~:,.L\~';-. .--,:,.(,;"i· ~~;;( ~ ~ ~_~~~~'.,i~"·.·_:,._ ~ 310 Melhoramento do Fator de Potencia e Instalacao de Capacitores Instalacoes Eletricas kW",87,8 '9", 36°52' d 81,95 311 J 6 ~de potencla aproxlma 0 = ~ = 0,8 =2=.====================== , . . kVAr = 87,8 X 0,75 Irti.t l:1 = 65,9 9,5 MELHORAMENTO DO FATOR DE POTENCIA d. kW = 30 x 0,746 0,9 Hi vimos anteriorrnente que em todas as instalacoes que contern motores, transforrnadores, reatores etc a1em da potencia ativa necessaria para 0 fim a que se destina a instalacao, ha consumo de potencia reativa. O·~ capacitores e rnotores sfncronos superexcitados (capacitivos) dirninuem a potencia reativa que os geradores • precis am suprir. Seja0 seguinte exemplo de uma instal~ae-ern que se deseja rnelhorar 0 fator de potencia de cos 9, para cos . 91 au, em outras palavras, queremos reduzir os kVAr, para kVAr z· , Dafigura tira-se: = 24,9 9 '" ~ 1801~ kVAr = 24,9 X 0,329 = 8,2 kW '" 24,9 kVArj = kW· tg 81 kVAr2 = kW· tg 82 kVAr! - kVAr2 = kW (tg 8j Totalde kW = 4 + 0,8 + 10 + 87,8 + 24,9 = 127,5. Totalde kVAr = 0,38 + 65,9 - 8,2 = 58,08. - tg 82) ~l o diagrama totalsera 't. ~ kW "' 1 27' 5 9 -tv::;q '> 1 . Exemplo Queremos 0 fator de potencia de uma instalacao, cujasmedidas efetuadas sao: P = 850kW Q: 300kVAr tg 300 cP : 850 : 0,352 Conhecida a tg cP, pelastabelas das funcoes trigonometricas naturais achamos: 8 ~ 90 .g 80 7 l/) .~ 70 .~ 60 - ~ c 0­ I cos cP : f.p. : 0,943. f.p. = 0,8 do motor 50 l/) 40 E ~ 30 f.p. = 1 do motor - r-z---.­ s aio 20 ! '-.....r--­ 10 E Q) (; ~ o ·f Suponhamos 0 esquema a seguir, que representa uma subestacao industrial na qual temos capacitores ins­ Wadas no lade de alta tensao e junto a diversos equipamentos, no lado de baixa tensao, ~ EmCz temos 0 capacitor junto com 0 motor formando uma unidade, ou seja, ambos estao sujeitosao mes­ mo starter, 0 que coloca 0 capacitor em service quando 0 motor esta funcionando. o idealsera um capacitor junto a cada equipamento, porern, as vezes, 6 antiecon6mico. Quandonaoepos­ sivel instalar um capacitor junto a cada equiparnento, faz-se necessario 0 usa de um banco de capacitores na entrada da instalacao. Entretanto, quando os equipamentos que necessitam de energia reativa estao desliga­ dos, a banco de capacitores continua a fornecer energia reativa ao sistema e, assim, a instalacaopassaa ficar com energiareativa capacitiva; isso, alem de causar multas pela concessionaria, caso 0 fator de potencia fique abaixo de 0,92 capacitivo, pode causar problemas de sobretensao. . Portanto, a solucao 6 instalar um banco de capacitores comutavel, de modo que somenteentremnosistema os capacitores necessaries para compensar a solicitacao de reativos pelos equipamentos. Diante do que foi exposto, fica claro que este banco deve ser instalado no lade de baixa tensao, pais as iversas manobras pelo lado de alta acarretariam uma serie de problemas a instalacao, como, por exemplo, a telhamento, que 6 muito nocivo aos contatos eletricos. A instalacao de banco de capacitores pelo lado de alta tensao somente 6 rccomendavel em grandes unida­ consumidoras que recebemgrandes quantidades de energia eletrica e que disp6em de maisdeuma subestacao sfonnadora. '.J- .g ~ii, If 9.8 LOCALIZA<;A.O DOS CAPACITORES <, o 1/4 3/4 1/2 4/4 Cargado motor sincrono Fig. 9.8 Potencia reativa fomecida pelosmotores sfncronos. Bxemplo (ver Fig. 9.8) Urn motor sfncrono de 100 HP (74,57 kW), a plena carga(4/4), a 0,8: ecapazdefomecer, comfator de potencia igual 60% de 100 : 60 kVAr ~C~ o condensador sfncrono e tambern urn gerador deenergia reativa, porem naoe cconomico para as instala~ industriais, peloque naosera estudado. 'I;:' 9.7 MEDI<;A.O DO FATORDE POTENCIA Ha varias maneiras de se medir 0 fator de potencia, direta ou indiretamente. A medida direta podeserfeila com 0 co-seno-e-rnetro, que 6 um instrumento com escala graduada diretamente em cos cf> (indutiv~ aU capacitivo). Esta leitura direta, para ser significativa, teria que ser feita em varias horas diferentes, emdiver­ sos dias. Um instrumento que registre a leitura em papel graduado sera mais iitil. os A medida indireta podera ser feita com urn wattfrnetro e um kVA-metro ou varmetro. Com essesdad obtem-se diretamente 0 fator de potencia pelas f6rmulas: f.p. = kW kVA tgcf> = kVAr kW ~ )3( c5t 1 t)3 ~ I I fc,1 Transformador 2- Protecao do capacitor (altatsnsao) 3 - Disjuntores de baixa tensao 1- Fig. 9.9 1.!t Ch~:M 1 Fusivel l< ~ Contactor Protecao contra sobrecorrente ( Capacitor £ M M Fig. 9.10 Capacitor 316 Melhoramento do Fator de Potencia e Instalacao de Capacitores Instalacoes Eletricas 9.9 LIMITA~6ES NO EMPREGO DE CAPACITORES 317 Da figura tiramos: 1750 cos 8, = - - = 0,935 1870 quedeve ser 0 f.p. minimo admissivel; entao, AB deve ser 0 maximo de kVAr: No caso do uso de capacitor junto com motores, formando uma unidade, havera limitacoes na capacidade dos capacitores, previstas pelo NEC, em virtude de possibilidade de sobretens6es e de defeitos transit6rios indesejaveis. AB = 1750 tg 8, = 1750 X 0,379 = 664 kVAr 9.10 ESQUEMA DE LIGA~6ES DE CAPACITORES COM MOTORES DE INDU~Ao FORMANDO UMA UNIDADE_ Assim, como 0 total de kVAr que 0 sistema exige e 1 280, os capacitores devem fomecer: !~" 1280 - 664 = 616kVAr. Pela figura constata-se que, se a carga adicional fosse somente resistiva (f.p. = I), seria possfvel adicionar A corrente do capacitor nao deve exceder a corrente de rnagnetizacao do motor em vazio. I 870 - I 500 = 370 kW 9.11 LIBERA~Ao DE CAPACIDADE DO SISTEMA semsobrecarregar a subestacao, Como foi dito inicialmente, a instalacao de capacitores torna possfvel aumentar-se a carga de urn sistema, sem ultrapassar os kVA da subestacao, Em muitos cas os, somente melhorando 0 fator de potencia, amplia-se urna industria, sem necessidade de aumentar a subestacao, Vejamos como e isso possfvel. 9.12 LIGA~AO DE CAPACITORES Pelo fato de melhorarem 0 fator de potencia de uma instalacao, os capacitores encontram 0 seu melhor empregoem instalacoes industriais, especialmente sob a forma de "bancos", quer instalados em postes quer emsubestacoes. Normalmente sao instalacoes trifasicas, Os bancos podem estar ligados em estrela ou em tri­ angulo e em serie ou paralelo (Fig. 9.12). Exemplo Em uma instalacao fabril, temos uma subestacao de 1 500 kW com fator de potencia igual a 0,8. Desejamos adicionar uma carga de 250 kW com f.p. de 0,85. Qual a potencia de capacitor (kVAr) que deve ser adicionada para que a subestacao nao seja sobrecarregada? <'''' j - Carga original kW kVAr --iH~ = 1500 = 1500 X 0,75 = 1125 1500 = - - = 1870 0,8 cos 8, = 0,8 kVA ~ Estrelaem serle ~ ~ -\~ lH~ Trianguloem serie Eslrela em paralelo $ Tn"ngulo em paralelo Fig. 9.12 Esquema de ligacoes. - Carga adicional Sabemos que, nas ligacoes em paralelo, as capacitancias se somam: kW kVAr = 250 = 250 X 0,620 = 155 250 = - - =294 0,85 cos 82 = 0,85 kVA - Carga total kW kVAr = 1 500 + 250 = 1 750 = 1125+155=1280 Os 1 870 kVAda subestacaonao podem ser ultrapassados; entao, 0 maximo de kVAr deveraestar dentrodo efreu­ C> C, + Cz + ... 1 1 I - = - + - + ... C Cj CZ ·I~.· NaFig. 9.13(a), vemos urna fotografia de capacitores de media tensao da marca INDUCON, e, na Fig. 9.13(b), , ; ~a deurn banco de capacitores comutaveis de baixa tensao da ENGEMAlEC. _._-=,-,-" • .13 CAPACIDADE DE CORRENTE DOS CONDUTORES 10MN. {f:; PelaNB-3 a capacidade de corrente dos condutores de ligacao dos capacitores devera ser, pelo menos, igual ""'a 135% da corrente nominal dos capacitores. . ~. 41 .... " 250 kW -A:N "'1 ~ ~ ro 01 " " 1/ " " ·s :. Capacitor de 560 kVAr, instalado em rede trifasica de 6 000 volts entre fases. Qual devera sero condutor? Q=-J3·E·lsen9 M' Fig. 9.11 1= -J3560x 6 = 54 amperes. 9=90· Capacidade de corrente = 54 X 1,35 = 74 amperes - condutor de 16 mm', _ ... ).;.~'(.;.;-:~ .::: J- .• ~~. ~ .•~,'. -o.';' T . -~.:.;:~; 318 Instalacoes Eletricas Melhoramento do Fator de Potencia c Instalacao de Capacitores 319 i:l i'" Capacitor estatico monofasico de alta tenslo marca INDUCON, de 0.5 IlF, para prote,iio de maquinas rota tivas, a ser acoplado com para-raios especiais. ~~ '~1 1~' ,/ ,"~ ·t ~~- Ii Fig. 9.13(b) Banco de capacitores comutaveis de baixa tensiio. ~, ;t Quando 0 capacitor e usado em conjugacao com 0 motor, alernda condicao anterior, 0 condutordevera ter idadede conducao de corrente pelo menos igual a 1/3da capacidadedos condutores do ramal do motor. it ~l~ 1.14 PROTE<;:;Ao DOS CAPACITORES (Prescricao do NEC) i 'Todo condutornao ligado aterra do alimentador do capacitordeveraser protegidopor fusivelou disjuntor, modo que a capacidade do fusfvel ou regulagem do disjuntor, erncondicoesmedias,fiqueentre165e 200% Corrente nominal do capacitor, ou seja, r­~... I I! I [l lli I (protecao do capacitor) = (1,65a 2,0) In ~4.1 Chave Separadora Fig. 9.13(a) Capacitores estaticos monofasicos de media tensao, classe 15 kV, marca INDUCON, tipos FP-All00, FP· e FP-Al2S, respectivamente de 100 kV Ar, 50 kVAr e 25 kV Ar. ,,'A. ~apacidade de conducao das chaves separadoras deve ser no mfnirno de 135%da corrente nominal do ~tor ou banco, nao sendo obrigat6ria a interrupcaosirnultilnea de todos os condutores: If' , Melhoramenro do Fator de Potencia e Instalacro de Capacitores 320 Instalacoes Elorneas Tabe1a 9.3 Dados para instalacao de capacitores I (chave separadoraj > 1,35 In EG 1 SP EG1 SP EG 1 SP EG 1 SP EG2SP EG2SP EG2SP EG2SP EG2SP EG3 SP EG3SP C MFD 137 274 411 548 685 822 959 1096 1233 1370 1644 Corrente 60 50 Hz Hz 6,6 5,5 13,1 11,0 20,0 16,3 26,0 22,0 33,0 27,3 39,4 33,0 46,0 38,0 52,5 44,0 59,0 49,0 65,5 54,6 79,0 66,0 Cabo Peso kg 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 10,0 12,0 14,0 16,0 2,1 4,2 6,2 8,3 10,4 12,5 14,7 16,8 18,9 21,0 25,0 29,0 33,0 37,5 42,0 EG 1 SP EG 1 SP EG2SP EG2SP EG2SP EG2SP EG3SP EG3 SP EG3 SP EG 3SP EG3SP EG3SP EG3SP EG4SP EG4SP 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,5 46 92 138 184 230 276 321 367 413 459 551 643 735 827 918 3,8 7,6 11,4 15,2 19;0 23,0 270 30,4 34,2 38,0 46,0 53,0 61,0 68,5 76,0 2,5 2,1 5,0 4,2 7,5 6,2 10,0 8,3 12,5 10,4 \\. 15,0 12,5 , 17,5 14,7 ",\2°,0 16,8 :~t-E,5 18,9 25,0 21,0 "'0 . 30,0 25,0 fl., 35,0 29,0 ·40,0 33,0 '45,0 37,5 ; 50,0 42,0 EG 1 SP EG 1 SP EG2SP EG2SP EG2SP EG2SP EG3SP EG3SP EG3SP EG3 SP EG3SP EG3 SP EG3 SP EG4SP EG4SP 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 34 69 103 137 171 206 240 274 308 343 411 480 548 616 685 3,3 6,6 9,8 13,0 16,4 20,0 23,0 26,2 30,0 33,0 39,5 46,0 52,5 59,0 65,6 NOTA: Quando 0 capacitor for conjugado a urn motor, 0 dispositivo de desligamento do motor deve gar 0 capacitor, dispensando-se a chave separadora. 9.14.2 Dispositivos de Descarga dos ao capacitor. 9.14.3 Liga~ao a Terra Os capacitores devem ter obrigatoriamente suas carcacas ligadas 11 terra, como seguranca. 9.15 FORMULAS DTEIS NA APLICA<::A.O DOS CAPACITORES 106 X, = Ie 2653 C para I kVAr = 2n = 60 cis Ie (kV)2 1000 kV Ar = 1000 (kV)2 Xc kVAr = -J3 x kVAr = (kV) (kV) x I (trifasico) X I (monofasico) capacitancia em microfarads; 1= frequencia em cis; kV = tensao entre fases em quilovolt; kV Ar = corrente de linha em amperes; = quilovolt-amperes reativo. 9.16 DADOS PARA OS PROJETOS A fim de facilitar a especifica¥ao dos capacitores de baixa tensao, segue a Tabela 9.3 com dad?S Uidas instalacao em tres nfveis de tensao, Maiores informacoes sobre os capacitores deverao ser conseg ves de catalogos. Fusivel 1,5 2,5 4,0 6,0 10,0 16,0 16,0 16,0 25,0 25,0 35,0 Chave NHOO A 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 3,2 6,4 9,6 13,0 16,0 19,0 22,0 25,0 28,4 32,0 38,0 44,0 50,5 57,0 63,4 1,5 1,5 2,5 2,5 4,0 6,0 6,0 10,0 10,0 16,0 16,0 25,0 25,0 35,0 35,0 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 2,8 5,5 8,3 11,0 14,0 16,4 20,0 22,3 24,0 28,0 32,8 38,3 43,7 49,2 54,7 1,5 1,5 2,5 2,5 4,0 4,0 6,0 6,0 10,0 10,0 16,0 16,0 25,0 25,0 25,0 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 mm' NHOO A 10 20 36 50 50 63 80 80 80 100 125 Contador 30 A 9 16 25 Altura mm 45 65 65 75 75 120 120 200 200 200 200 300 300 300 300 300 400 400 60 16 20 36 36 36 50 50 63 63 80 80 100 125 125 9 12 16 25 25 32 45 45 65 65 65 75 120 120 120 200 200 300 300 300 300 400 400 400 400 400 400 400 500 500 6 10 16 20 25 36 36 50 50 50 63 80 80 100 100 9 9 16 25 25 32 32 45 45 45 65 65 7,5 120 120 200 200 300 300 300 300 400 400 400 400 400 400 400 500 500 --~- 4:5 [ ,"," = Modelo r; j.: ~~ X, = reatancia em ohms; I 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 I", 15,0 I'" 17,5 20,0 ::: 22,5 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 <; onde: C kYAr 50 60 Hz Hz 2,5 2,1 5,0 4,2 "S­ 7,5 6,2 > 10,0 8,3 ~ 12,5 10,4 15,0 12,5 17,5 14,7 20,0 16,8 22,5 18,9 25,0 21,0 30,0 25,2 '" Os capacitores devem ser providos de meios de descarga eletrica, que devem ser aplicados tao capacitor seja desligado da fonte de alimentacao, Ha meios de descarga que ficarn permanentement Xc = 2n 321 -- i: . .j - -. I"~:'q': .e , ,.... "i_;l;""F,'" '. - ..-----,_.,., ....- -".- - .... -.-,,.-~{" ;''.-_..:' _,_':.',....:'i .:.: . ':-_'.':";":':,"'t;".:"· ~-.!:~_"- .>._;':';.-',.,;,~:",:, !." .. ..'":'J;; '~:';:~,~'j- '7~~j~ 322 Instalacocs Eletricas RESUMO 10 _ Conceito de fator de potencia: consequencias do baixo fator de potencia em uma instalacao e melhoria re­ sultante da instalacao de capacitores. _ Fundamentos teoricos: potencias ativa, reativa e aparente. - Exemplo de calculo do fator de potencia: formulas e tabelas, _ Geradores de potencia reativa: capacitores estaticos e motor sincrono superexcitado. - Localizacao de capacitores: exemplos. _ Liberacao de capacidade do sistema, pela instalacao de capacitores: exemplo. - Ligacoes de capacitores. - Capacidade de corrente dos condutores de ligacao dos capacitores. _ Protecao dos capacitores: fusfveis ou disjuntores, chaves separadoras, dispositivos de descarga, liga~iies a Tecnica da Execucao das Instalacoes Eletricas terra. Exercicios de Revisao 1. No exemplo do Item 9.13, qual sera a capacitancia equivalente, em microfarads, do capacitor? 2. No mesmo exemplo, qual devera ser a capacidade do fusfvel de alta tensao, de protecao do capacitor? r, '~; " ';;'5 '-k. 3. Idem, qual devera ser a capacidade minima da chave seccionadora? Condifoes gerais de instalaeiio 4. Qual sera a reatancia capacitiva em ohms para 0 capacitor do exemplo? 5. Numa instalacao eletrica a potencia ativa e de 500 kW e 0 fator de potencia, 65% (atrasado). Qual deven! ser a potencia em capacitores para elevar 0 fator de potencia para 90%? Essas condicoes constam da NBR-5410 que prescrevem, alem de outras, as seguintes condicoes: I. As linhas eletricas de baixa tensao e as linhas de tensao superior a 1000 volts nao devem ser colocadas nas mesmas canalizacoes ou pecos, a menos que sejam tomadas precaucoes adequadas para evitar que, em caso de falta, os circuitos de baixa tensao sejam submetidos a sobretensoes. 2. Nos espacos de construcao, nos pecos, galerias etc., devem ser tomadas precaucoes adequadas, para evitar a propagacao de um incendio. 3. Os eletrodos, calhas e blocos alveolados poderao conter condutores de rnais de urn circuito, nos seguin­ tes casos: a) quando as tres condicoes seguintes forem simultanearnente atendidas: - os circuitos pertencam a mesma instalacao, isto e, se originam de um mesmo dispositivo geral de manobra e protecao, sem a interposicao de equipamentos que transformem a corrente eletrica; - as secoes norrnais dos condutores-fase estejam contidas de urn intervalo de tres valores normalizados sucessivos; - os condutores isolados ou cabos isolados tenham a mesrna temperatura maxima para service con­ tinuo. b) no caso de circuitos de forca elou sinalizacao de urn mesmo equipamento. 4. Os cabos unipolares e os condutores isolados pertencentes a um mesmo circuito devem ser instalados nas proximidades imediatas uns dos outros, assim como os condutores de protecao. 5. Quando varies condutores forem reunidos em paralelo, devem ser reunidos em tantos grupos quantos forem os condutores em paralelo, cada grupo contendo urn condutor de cada fase da polaridade. Os condutores de cada grupo devem estar instalados nas proximidades imediatas uns dos outros. '0.1 PRESCRIc;OES PARA INSTALAc;OES ·1.1 Eletrodutos os eletrodutos so devem ser instal ados condutores isolados, cabos unipolares ou cabos multipolares, ad­ o-se a utilizacao de condutor nu em eletroduto isolante exclusivo, quando tal condutor destina-se a ento. dimens6es internas dos eletrodutos e respectivos acessorios de ligacao devem pennitir instalar e retirar ·.;:I!lente os condutores ou cabos. Para isso e necessario que: 324 Instalacoes Eletricas Tecnica d. Execucao das Instalacoes Eletricas a) a taxa maxima de ocupacao em relacao 11 area da seyao transversal dos eletrodutos nao seja superiora: 53% no caso de urn condutor ou cabo; - 31% no caso de dois condutores ou cabos; - 40% no caso de tres ou mais condutores ou cabos. (Ver Tabela 10.8.) b) nao haja trechos continuos (sem interposicao de caixas ou equipamentos) retilfneos de tubulacao maiorque 15 m, sendo que nos trechos com curvas essa distancia deve ser reduzida de 3 m para cada curva de 90'. Tabela 10.3 Eletrodutos Rigidos de Aco-Carbono Esmaltados Tipos Pesado e Extra "EB-341" Tamanho Nominal 0 Em cada trecho de tubulacao, entre duas caixas e entre extremidade e caixa podem ser previstos, no maxi­ mo, tres de 90 0 ou seu equivalente ate, no maximo, 270 0 • Em nenhum caso devem ser previstas curvas de deflexao maior que 90 As curvas feitas diretamente nos eletrodutos nao devem reduzir 0 seu diametro interno. Nas Tabelas 10.1 a 10.7 sao apresentados alguns tipos de eletrodutos, com suas respectivas dimens6es. 0 • Tabela 10.1 Eletrodutos Apolo, de Aco, Esmaltados, com Rosca e Luva "EB-568 Leve I e Leve II" Tamanho Nominal (pol.) (nun) Standard Espessura da Parede (nun) (mm) Diametro Peso Te6rico com Luva kgf/vara de 3 metros 15 20 25 32 40 50 65 80 20,00 25,40 31,60 40,70 46,80 58,50 74,50 87,20 1,50 1,50 1,50 2,00 2,25 2,25 2,65 2,65 2,13 2,75 3,50 5,99 7,75 9,90 14,82 17,47 Espessura da parede (mm) j,­ !} ~. if' II (mm) (mm) Tipo Pesado Tipo Extra 21 27 33 42 48 60 73 89 102 114 21,3 26,7 33,4 42,2 48,3 60,3 73 88,9 101,6 114,3 2,25 2,25 2,65 3,00 3,00 3,35 3,75 3;75 4,25 4,25 2,65 2,80 3,35 3,55 3,55 3,75 5,00 5,30 5,60 6,00 1/2 3/4 I I 1/4 I 1/2 2 21/2 3 31/2 4 It" ftF· If~ I. rl1l g);: .. ,1 !~. Tabela IDA Eletrodutos Apolo, Rigidos, Galvanizados, com Rosca e Luva "EB-342 Pesado - Galvanizado" Tamanho Nominal (mm) Espessura da Parede (mm) Peso Te6rico com Luva kgf/vara de 3 metros 21,30 26,70 33,40 42,20 48,00 59,90 75,50 88,20 2,25 2,25 2,65 3,00 3,00 3,35 3,35 3,75 3,43 4,41 6,50 9,35 10,76 15,09 19,31 25,18 Diametro Standard EB-568 Leve I - esmaltado, com rosca 1/2 3/4 I I 1/4 I 1/2 2 21/2 3 Diametro Extemo (pol.) NOTA: Quando 0 ramal de eletrodutos passar obrigatoriamente atraves de locais onde nao seja possfvela emprego de caixa de derivacao, a distancia em (b) pode ser aumentada, desde que: seja calculada a distancia maxima permissfvel (levando-se em conta 0 mimero de curvas de 90 necessarias) e para cada 6 m, ou fracao de aumento dessa distfmcia, utiliza-se eletroduto de tamanho nominal irnedia­ tamente superior ao do eletroduto que normalmente seria empregado para a quantidade e tipo dos con­ dutores ou cabos. 325 (pol.) (mm) 1/2 3/4 I 11/4 I 1/2 2 21/2 3 15 20 25 32 40 50 65 80 i~ EB-568 Leve II - esmaltado, com rosca 1/2 3/4 I I 1/4 15 20 25 32 19,80 25,30 31,50 40,40 1,20 1,20 1,20 1,50 1,80 2,33 2,95 4,58 Tabela 10.2 Eletrodutos Apolo, de Aco, Esmaltados, sem Rosca "EB-568 Leve III" Diametro Nominal (pol.) (mm) Standard Espessura da Parede (mm) (mm) Diarnetro Peso Te6rico sem Luva kgf/vara "EB-568 Leve III - esmaltado, sem rosca" 1/2 3/4 I I 1/4 15 20 25 32 19,60 25,10 31,30 40,20 1,00 1,00 1,00 1,25 1,43 1,84 2,31 3,72 Tabela 10.5 Eletrodutos Apolo, Rigidos, Galvanizados, com Rosca e Luva "EB-568 Leve I - Galvanizado" Tamanho Nominal (pol.) 1/2 3/4 I I 1/4 I 1/2 2 21/2 3 Standard Espessura da Parede (mm) (mm) (mm) Peso Te6rico com Luva kgf/vara de 3 metros 15 20 25 32 40 50 65 80 20,00 25,40 31,60 40,70 46,80 58,50 74,50 87,20 1,50 1,50 1,50 2,00 2,25 2,25 2,65 2,65 2,25 2,95 3,76 6,32 8,14 10,38 15,44 18,20 Diametro ,', ':,.j.~"",, ;-.,-,-;, r~~ -~ !:\~'';;'.>j:.f,:-;;~ _'<~:~ .. ;.. .<~hi~.~: -. ''::.' ",:." Tabela 10.6 Eletrodutos de PVC Rigido Tipo Rosqueavel "EB-744" Tamanho Nominal (po1.) (rom) Classe B 2,5 2,6 3,2 3,6 4,0 4,6 5,5 6,2 1,8 2,3 2,7 2,9 3,0 3,1 3,8 3,0 21,1 26,2 33,2 42,2 47,8 59,4 75,1 88,0 20 25 32 40 50 60 75 85 1/2 3/4 I I 1/4 I 1/2 2 21/2 3 Classe A 327 Tabela 10.7 (cont.) Eletroduto de PVC da Tigre Espessura da Parede (mm) Diametro Externo (rom) Tecnica d. Execu~ao das Instal.~6es EJetric.s Dist. max. entre elementos de fixa9ao de eletrodutos rigidos Isolantes (PVC rigido) Tabela 63 da nova NB-3 Oiametro Nominal do Eletroduto (mm) Oistaneia maxima entre elementos de fixar,;ao de eletrodutos iso/antes (m) 16 - 32 0,90 40- 60 1,50 75 - 85 1,80 Taxa maxima de oeupa9ao dos elelrodutos por eabos isolados Tabela 64 da nova NB-3 Taxa maxima de oeupar,;ao Numero de eabos isolados Tabela 10.7 Eletroduto de PVC da Tigre ELETRODUTOSDE PVC RIGIDOTIPO ROSQUEAVEL- CLASSE B 1- -- - _. -- -- - --- - -L~ Oimensoes Refereneia de Rosea Oiametro Nominal Oi (aprox.) mm 3/8 16 12,8 1,8 3000 S' e mm L mm (aprox.) 128,7 mms 1/2 20 16,4 2,2 3000 211,2 3/4 1 25 32 21,3 27,5 2,3 3000 356,3 2,7 3000 593,9 1 1/4 40 36,1 2,9 3000 1 1/2 50 41,4 3,0 1023,5 1346,1 2189,6 Cabos sem cobertura de ehumbo Cabos com eobertura deehumbo 1 0,53 2 0,55 0,31 0,30 3 0,40 4 0,40 0,40 mais de 4 0,38 0,40 0,35 ~ Tabela 10.8 Fracao Maxima de Ocupacao da Area da Secao Transversal dos Eletrodutos N.· de Condutores ou Cabos Multiples I 2 3 4 Maisde4 Sem eapa de ehumbo 0,53 0,31 0,40 0,40 0,40 Com eapa de ehumbo 0,55 0,30 0,40 0,38 0,35 52,8 67,1 3,1 21/2 60 75 3000 3000 3,8 3000 3536,2 3 85 79,6 4,0 3000 4976,4 3000 8348,5 Os eletrodutos rigidos sao encontrados comercialmente em varas de 3 metros de comprimento, com uma ELETRODUTO DE PVC RfGIDO TIPO SOLDfiNEL - CLASSE B DUma das extremidades e roscas. Normalmente sao de ferro esmaltado de preto, PVC rigido ou cimento to; estes dois iiltimos nao sao sujeitos a corrosao, uma vantagem sobre os de ferro, que nao poderao ser os em ambiente agressivo (ver Fig. 10.3). Cadatipo de eletroduto e regido por norma especffica: 2 Nao previsto pela EB-744 4 110 103,1 5,0 Obs.: A nova NB-3 estabelece que 0 diamelro extemo dos el ou superiora 16 mm. i3/t= ·1 --- --­ ~ r, __ • - eletroduto comum - Norma EB 568; eletroduto Shedule 40 - Norma EB 341; eletroduto DlN-2440 - Norma EB 342. . ,. Dimensoes Oiametro Nominal Di (aprox.) mm S' e mm L mm (aprox.) mm 2 16 14,0 1,0 3000 153,9 20 18,0 1,0 3000 254,5 25 23,0 1,0 3000 415,5 32 30,0 1,0 3000 706,8 40 38,0 1,0 3000 1134,1 50 47,8 1,1 3000 1794,5 • S = area da s~ao transversal intema O.l.l.l Condi~6es de emprego as instala90es embutidas em lajes e obrigat6rio 0 emprego de eletrodutos rigidos. , s.emendasem eletrodutos deverao ser feitas por cortes perpendiculares ao seu eixo, abrindo-se nova ros­ lirando-se cUidadosamente as rebarbas, Qualquer emenda deve garantir: I) perfeita continuidade eletrica; I) resistencia mecsnica equivalente da tubulacao; veda9ao suficiente; Continuidade e regularidade da superffcie intema. a POderao ser empregadas curvas de deflexao maior que 90 •. 328 Instalacoes Elctricas Tecnica da Execucao das Instalacoes Eletricas Em trechos entre duas caixas ou entre a extremidade e a caixa, poderao ser empregadas, no maximo, 3 curvas de 90 0 ou seu equivalente ate no maximo 270 0 • Se os condutores contidos nos eletrodutos forem de capa de chumbo, poderao ser usadas, no maximo, duas curvas de 90°. Poderao ser feitas curvas a frio nos eletrodutos rigidos, com 0 cuidado de nao se reduzir a sec;;ao intema somente ate a bitola de I". Acima de I" s6 e permitido 0 usa de curvas pre-fabricadas, ou 0 usa de ferramenta; especiais para tal fim. Deverao ser empregadas caixas: 329 b) em todos os pontos de emenda e derivacao de condutores; c) para dividir a tubulacao em trechos nao maiores que os especificados no item (b) anterior. As caixas devem ser colocadas em lugares facilmente acessiveis e ser providas de tampas. As caixas que contivereminterruptores, tomadas de corrente e congeneres devem ser fechadas pelos espelhos que comple­ tarn a instalacao desses dispositivos. As caixas de safda para alimentacao de equipamentos podem ser fecha­ das pelas placas destinadas a fixacao desses equipamentos. Os condutores devem formar trechos continuos entre as caixas de derivacao: as emendas e derivacoes de­ a) em todos os pontos de entrada ou safda dos condutores, nas canalizacoes, exceto na transicao de linhas vern ser colocadas dentro das caixas. Condutores emendados ou cuja isolacao tenha sido danificada e recom­ aereas para linhas em eletrodutos, quando devem ser usadas buchas; posta com fita isolante ou outro material nao devem ser enfiados ern eletrodutos. Os eletrodutos embutidos em b) em todos os pontos de emendas ou derivacoes de condutores; concreto armado devem ser colocados de modo a evitar a sua deforrnacao durante a concretagem, devendo c) para dividir a canalizacao em trechos nao rnaiores que 15 metros para trechos retilfneos; nas curvas,as ainda ser fechadas as caixas e bocas de eletrodutos com pecas apropriadas para impedir a entrada de argamas­ distancias entre caixas deverao ser rednzidas de 3 metros para cada curva de 90°. sas ou nata de concreto durante a concretagem. Asjuncoes dos eletrodutos embutidos devem ser efetuadas com auxflio de acess6rios estanques em relacao As caixas deverao ser instaladas em locais secos e acessiveis e providas de tampas. As caixas destinadasa aos materiais de construcao, tomadas, interruptores etc. deverao conter espelhos (ver Fig. lOA). As caixas destinadas a campainhas ou te­ Os eletrodutos so devem ser cortados perpendicularmente ao seu eixo. Deve ser retirada toda a rebarba lefones terao espelhos redondos, podendo-se usar tampa de ferro redondo (ver Fig. lOA). suscetivelde danificar a isola~ao dos condutores. Para instalacoes em concreto, devem-se usar caixas octogonais de fundo movel, de preferencia, Os eletrodutos Nasjuntas de dilatacao, os eletrodutos rigidos devem ser seccionados, devendo ser mantidas as caracterfs­ devem ser colocados de modo a nao sofrerem deforrnacao nem ficarem sujeitos a esforcos. As caixas deverao ticas necessarias a sua utilizacao (por exemplo, no caso de eletrodutos metalicos, a continuidade eletrica deve ser protegidas contra a introducao de concreto. sersempre mantida). Nas juntas de dilatacao, a tubulacao devera ser seccionada, garantindo-se a estanqueidade e continuidade Quando necessario, os eletrodutos rfgidos isolantes devem ser providos de juntas de expansao para com­ eletrica, por meio de duas caixas de passagem, uma de cada lado da junta, Iigada por eletroduto flexfvelou pensar as variacoes termicas, outro dispositivo elastico. Os condutores so devem ser enfiados depois de completada a rede de eletrodutos e conclufdos todos os D.(. services de construcao que os possam danificar. A enfiacao 56 deve ser iniciada apos a tubulacao ser perfeita­ 10.1.1.3 Instalacoes em lajes pre-fabricadas mente limpa e seca. Para facilitar a enfiacao dos eletrodutos podem ser usados: Ha no rnercado imimeros tipos de lajes pre- fabricadas para as quais ha necessidade de se tomar algumas precaucoes quanto as instalacoes eletricas.Arnaioria dessas lajes ecornposta de varias vigotas entre as quais a) guias de puxamento que, entretanto, so devern ser introduzidos no momenta da enfiacao dos condutores e aplicado urn tijolo de forrnato especial. Evidentemente, nao seria possfvel perfurar as vigotas para a pas­ e nao durante a execucao das tubulacoes: sagem dos eletrodutos; en tao, e usual aplicarem-se os dutos sobre a laje, cobrindo-se os rnesmos ou pelo b) talco, parafina ou outros lubrificantes que nao prejudiquem a isolacao dos condutores. piso ou por urn cimentado (1,5 a 3 em de espessura). Nos pontos de luz, 0 tijolo devera ser rernovido, apoi­ ando-se a caixa por uma tabu a fixada por baixo da laje (ver Fig. 10.1). As caixas deverao ser de fundo move! (octogonais) e com altura de 4", para ultrapassar a laje. A cavidade em volta da caixa devera ser preenchida com concreto. .Ii Fig. 10.1 Instalacoesem lajes pre-fabricadas. 10.1.2 Caixas de Derivacao (Ver Figs. 10.2, 10.3, lOA) Devern ser empregadas caixas de derivacao: _. a) em todos os pontos de entrada ou safda dos condutores na tubulacao, exceto nOS pontes de tran~'~P.PU passagem de linhas abertas para linhas em eletrodutos, os quais, nestes casos, devem ser remata o~ buchas; Fig. 10.2 Exemplode instalacaoembutidaem eletrodutorigido. '~E":":"'<:" ,'.-:'.' ----'0:7.;,..' -: :...:._::;.~~~. ~. ", ,.~.~. •• ·c_ " ••••• - .~ . __ c·.~:~~ ... ~~,._ .. ~ _~<;.:~i:".'::~;l1.~·- - . "";'lg 330 Tecnica da Execucao das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas S6 sao admitidos em instalacao aparente eletrodutos que nao propaguem a chama. S6 sao admitidos em instalacao embutida os eletrodutos que suportem os esforcos de deformacao caracts, rfsticos do tipo de construcao utilizado. Em instalacao embutida, os eletrodutos que possam propagar as chamas devem ser totalmente envolvidos por materiais incombustiveis. 331 Molduras Nas molduras so devern ser instalados condutores isolados ou cabos unipolares. As ranhuras das molduras, rodapes e similares devem possuir dimensoes tais que os cabos ou condutores possam alojar-se facilmente. So e permitido passar em uma ranhura condutores ou cabos de urn mesmo circuito. As molduras nao devem ser embutidas na alvenaria nem cobertas por papeis de parede, tecido ou qualquer 'outro material, devendo sempre permanecer aparentes. 10.1.3 Instalacoes Aparentes Conector Arruela Eusual 0 ~ --~~~:~~~IQ-~~®lt) \ emprego de instalacoes eletricas aparentes, isto e, nao embutidas, nos seguintes casos: - por razoes estruturais; - em industrias ou instalacoes comerciais onde M manutencao freqiiente; - em instalacoes onde ha modificacoes constantes. Nessas instalacoes hii necessidade de melhor aparencia pelo fato de ficarem expostos os eletrodutos, pOI isso usam-se caixas de passagens especiais, comumente conhecidas como "petroletes" ou "conduletes" fabricadas em alumfnio fundido. Na Fig. 10.5 (a) vemos os tipos de caixas mais usuais que sao especificadas por letras. Nota-se que essas ;' caixas ja vern rosqueadas para serem Iigados os eletrodutos nas seguintes bitolas BSP: 112", 3/4", 1", 1 1/4", I ;,~ 1/2" e 2". Nesse tipo de instalacao, dentro dessas caixas ficarao instalados as tomadas e os interruptores, e Ydelas sairao eletrodutos para a adaptacao de luminarias, mediante suportes especiais. Na Fig. 10.5(b) vemos ;~i urn condulete ern detalhes e na Fig. 1O.5(c), os diversos tipos de conduletes. Na Fig. 10.6 vemos urn exemplo de uma instalacao aparente com caixas de passagem tipo "petroletes" :. ,~.:. . conforme indicado. Nota-se que as tampas de cada caixa devem ficarem posicao favoravel 11 sua fiicil remo­ .. ~;~ao. Nas Figs. 10.9 a 10.11 vemos uma serie de materiais para instalacao.. ':~ Os eletrodutos rigidos expostos (nao embutidos) deverao ser fixados de modo a constitufrem urn sistema Ij;deboa aparencia e firmeza. As distancias maximas para fixacao deverao seguir a Tabela 10.9. 'Ii: Fig. 10.3 Pecas para a instalacao de eletrodutos sem rosca. II ::1 Tabela 10.9 Distancias Maxirnas de Fixacao dos Eletrodutos Rigidos Metalicos ~- Bitola do eletroduto Posicao vertical: Posicao nso-vertical: Distancia maxima entre suportes (metros) 112" e 3/4" I" 1 114" - 1 112" 2" - 2 1/2" maiores que 3" 1/2"e 3/4" maioresque I" 3,00 3,70 4,30 4,80 6,00 2 3 ""; ~, .~. ?s condutores somente deverao ser enfiados depois de estar completamente terminada a rede de eletrodutos l~~dos e conclufdos todos os services da construcao que os possam danificar (emboco e reboco); a enfiacao deveniser iniciada depois que a canalizacao estiver enxuta e Iimpa. ,. Para facilitar a enfiacao devem-se usar: ~ - lios de aco como guias; :~ - talco, parafina ou outros lubrificantes que nao prejudiquem 0 isolamento dos condutores. 3600 2x4"-51 xroz mm 3601 4x4"-102xl02 mm Peso por peca; 180 9 Peyas por caixa: a granel Peso por peca: 260 9 Pecas por caixa: a granel Fig. 10.4 Caixas de derivacao LORENZElTI. I Nostrechos verticais extensos das instalacoes em eletrodutos rigidos, os condutores deverao ser apoiados extremidade superior da canalizacao e a intervalos nao maiores que: Ate 50 rnm" Ate 70 a 95 mm' _ _ _........ Acima de 95 mm' __ 25 metros 20 metros 10 metros 332 Instalacoes Eletricas Tecnica da Execucso das Instalacoes Eletricas c ~d E . LB LR ~ . . . . .-; .I_:'~.'~ . ~'-- .:.;;>L LL ~a!:I 0= Ill'; ;, T . .. ~~ ~. ~~ '.; ... ~~ DenomifUl98,O dosAcess6rios rn I INT. SIMPLES 10 A-250 V 3 INT. SIMPLES 10A-250 V 1 INT. PARALELO 10A-250 V 3 INT. PARALELOS 10A-250 V 1 CAMPAINHA 2 A-250 V 2 INT. SIMPLES + 1 INT.PARALELO 10A-250 V ~~: f§J !, 2 INT. SIMPLES 10A-250 V ~ x TB~ 333 _ 1 ~~~ + 2 INT. SIMPLES + 1 CAMPAINHA 10A-250 V 2 INT. PARALELOS 10 A-250 V '---j . .~ .'Ht (a) ~ + 1 INT. SIMPLES 1 INT.PARALELO 10 A-250 V 1 INT. SIMPLES 1 CAMPAINHA 10 A-250 V + I­ 1 INT. PARALELO + 1 CAMPAINHA 10 A-250 V 1 INT. SIMPLES 2 INT.PARALELOS 10A-250 V 1 INT. BIPOLAR SIMPLES 20A-250 V ~ 1 INT. BIPOLAR PARALELO 20A-250 V liNT. INTERMEDIARIO 10 A-250 V ~ 1 INT. BIPOLAR SIMPLES 25 A-250 V § 1 TOM. UNIVERSAL 2 P 10 A-250 V 13 13 13 13 1 TOM. 2 P PINO REDONDO 15 A-380 V 1 TOM. 2 P PINO REDONDO 30 A-aBG-V 1 TOM. 2 P + T PINOCHATO 15A-125 V 1 TOM. 2 P + T PINOCHATO 20A-125 V 1 TOM. 2 P + T PINOCHATO 20 A-250 V 1. Corpo de aluminio injelado em liga especial resislenle acorrosao, completamente lisae isenta derebarbas. S8S 2. Parte inlerna ampla, sem irregularidades, esp890 • lacHitando a instala9ao de fia9!i0. 3. Parafuso de a1'0 bicromatizado. . 4. Entradas rosqueadas canbradas do npo SSp'.asqu: dao amplas condi9Des para conlinua9!i0 do clrcullO terra, Fig. to.S (c) Conduletes equipados com acessorios eletricos. . •""'~ "~i. 5. Juntaem U de borracha au nailon, 6. Face paralela, cando urn perteito assento jun~.... 7. Encosto USINADO, perfeitamente arredondadO'F cendo lotal protecao ao isolamento dos fios. resiSllo­ . a 8. Parededimensionada, proporcionando ampla cia mecantca. 9. Tampa estanhada de aiuminio. (b) Fig.tO.S (a) Caixas de passagem para instalacao aparente, (b) Detalhes de urn condulete. . -", I' f: ~ ­ , ~. . -, .~."~~'; ..'.'. ··'.~;·':~~l:;,"'; .:;~~~-;:'~(' Denominacac dos Acess6rios 1 TOM.2P + T PINO REDONDO 15 A-3BOV 13 r!l 1 TOM. 2 P + T PINO REDONDO 30 A-3BOV 1 TOM. UNIVERSAL 2 P + T 25 A-250 V !3 ~ 1 TOM. 3 P PINOCHATO 20 A-250V 1 TOM. 3P PINOCHATO 25 A-500 V 1 TOM.3P +T PINO REDONDO 15 A-3BOV 1 TOM. 3 P + T PINO REDONDO 30 A-3BOV ~ 1 TOM.3P + T PINOCHATO 30 A-400V § 2 TOM. 2 P PINO REDONDO 10 A-250 V 0 1 INT. SIMPLES + 1 TOM. UNIVER­ SAL 2 P 10 A-250 V ~ 1 INT. PARALELO + 1 TOM. UNIVER­ SAL 2 P 10 A-250 V 1 CAMPAINHA + 1 TOM. UNIVER­ SAL 2 P 10 A-250 V ~ 2 INT. SIMPLES + 1 TOM. 2 P PINO RED. 10 A-250 V ~e ~ EJ 1 TOM. TELEFONE PINO "JACK" 2 TOM. 2 P PINO REDONDO 15 A-3BO V f!] 1 TOM. TELEFONE 4P 2 TOM. 2 P PINO REDONDO 30 A-3BOV l;] 2 TOM.TELEFONE 4P 2TOM. 2 P + T PINOCHATO 15 A-125 V ~ 2 TOM. 2 P + T PINOCHATO 20 A-125 V iii 2TOM. 2 P + T PINOCHATO 20 A-250 V [tJ ~ I 2 TOM. 3P PINOGHATO 25 A-500 V l;] 2 TOM. 3P + T PINO REDONDO 15 A-3BOV 2TOM.3P+T PINO REDONDO 30 A-3BOV X 0 I>-.. -r-T """'---L.j f'-'" 0 @1 IrO 1 BOTAO DESLIGA VM @l !ill 2 TOM. UNIVERSAL 2P+T 25 A-250 V 2TOM. 3 P PINOGHATO 20 A-250 V -- 1 BOTAO L1GA VD 2 TOM. 2 P + T PINO REDONDO 15 A-3BOV 2 TOM. 2 P + T PINO REDONDO 30A-3BOV lID B - I 1 BOTAO L1GNDESLIGA VD + VM If-0 I 1 BOTAO LlGA VD + 1 SINALEIRO VM 1 BOTAO DESLIGA VM + 1 SINALEIRO VD LL 1 BOTAO L1GNDESLIGA + 1 smm.EIRO VM 1'<' T 0 0 0 1 SINALEIRO VM '::: 1 SINALEIRO VD :.~ ~: ~'.; o ~{. I A:. ill E 2 SINALEIROS VM +VD 0 !i .~.. I -:.,.. '" 1M' e" 'll"L ~) I~ Referencia Bitolas Duplo Triplo GD15 CT15 ED15 Fig. 10.5 (c) (Continuacao) ET15 QUADRO ELETRICO maJ ED 3/4" "~;.~:"~~~';.' Tecnica da Execucao das Insralacoes Eletricas 2 TOM. UNIVERSAL 2P 10A-250 V !;] . ~~ co JDJdJ] .10.6Exernnlo np inC't':loI':1o~a;n ..........-o .... f"" ~ c 335 Tecnica da Execucao das Instalacoes Eletricas 336 337 Instalacoes Eletricas Os apoios dos condutores deverao ser feitos por suportes isolantes, com resistencia rnecanica adequada a~­ peso a suportar e que nao danifiquem seu isolamento. b) sobre bandejas, escadas para cabos, prateleiras ou suportes. Os meios de fixacao, bandejas, prateleiras e suportes devem ser escolhidos e dispostos de maneira a nao uazerprejufzo aos cabos. Eles devem possuir propriedades que Ihes permitarn suportar sem danos as influen­ cias extemas a que sao submetidos. Nospercursos verticais deve ser assegurado que os esforcos de tracao exercidos pelo peso dos cabos nao condu­ zam adeformacoes ou rupturas nos condutores. Tais esforcos de tracao nao devem ser exercidos sobre as conexoes, Nas bandejas, escadas para cabos e prateleiras, os cabos devem ser dispostos preferencialmente em uma unica camada. Recomenda-se que 0 volume de material combustivel dos cabos por metro linear de linha eletrica nao deve exceder a 3,5 ou 7 dm' para os cabos de categoria B ou da categoria Ada NBR-6812, respectivamente. Disposifiio geral Toda a rede de eletrodutos rfgidos devera forrnar urn sistema eletricamente continuo e ligado a terra. 10.1.4 Instalacoes em Eletrodutos Flexiveis (Conduites) Emprego Os eletrodutos flexfveis (Fig. 10.7) sao empregados no prolongarnento dos eletrodutos rfgidos e na instala­ c;:ao de motores ou outrosaparelhos sujeitos a vibracao. 0 seu emprego epermitido em todos os casos em que nao se exige 0 eletroduto rigido ou quando 0 aparelho precisa ser deslocado para usa (rnaquina de soldar, gambiarra de teatro etc.). E proibido 0 seu emprego: nas Instalacoes embutidas: _ nas localizacoes perigosas; em instalacoes ao tempo. " 10.1.6 Calhas Nascalhas podem ser instal ados condutores isolados, cabos unipolares ou cabos multipolares, ,: Oscabos isolados s6 podem ser instalados em calhas de paredes macicas cujas tarnpas s6 possam ser remo­ ;. vidas com auxflio de ferrarnentas. .:;, NOTA: Admite-se a instalacao de condutores isolados em calhas com paredes perfuradas e/ou com tampas ~:desmontaveis sem auxflio de ferramentas em locais s6 acessiveis a pessoas advertidas ou qualificadas. ~:, Prescriqiies a) Admissivel 0 emprego de condufte de 3/8" somente para a ligacao de motores e comandos, contendono maximo 3 condutores de bitola 1,5 mm", b) Nas extremidades dos eletrodutos flexiveis serao fixadas pec;:as que impecarn a danificacao dos condu- ~: Ascalhas devem ser escolhidas e dispostas de maneira a nao poder trazer prejufzos aos cabos. Elas devem Ul'possuir propriedades que Ihes perrnitam suportar sem danos as influencias extemas a que sao submetidas. ; 1\10:1.7 Instalacoes em Calhas, com 'l tores pelas arestas, c) Os conduftes n_a~podem sec emendados; devem ser continuos de caixa a caixa. d) As curvas deverao ser feitas de modo a nao se reduzir a secao interna e nao se produzirem aberturas entre as espirais. 0 raio nao devera ser rnenor do que 12 vezes 0 diametro extemo do eletroduto. As curvas deverao ser fixadas de modo a nao se deformarem durante a enfiacao. e) Os conduites deverao ser fixados por brac;:adeirasseparadas, no maximo, a 1,30 m e uma distanciade, no maximo, 0,30 m de cada caixa de passagem ou equipamento. ~ - Oil sem Cobertura E muito comum, em instalacoes eletricas, os condutores passarem atraves de calhas feitas no pr6prio piso, e ~e concretoou alvenaria (Fig. 10.8 e Fig. 10.8(a)). Em subestacoes usual a safda de baixa tensao dos trans­ ~fonnadores ser feita por calhas cobertas, no piso, ate 0 quadro geral. o Bucha ~'-"~"~ Caixa ~ -, Conector Arruela Fig. 10.7 Conector tipo bracadeira. 10.1.5 Instalacao ao AI Livre (Fixacao Direta ou em Bandejas, Escadas para Cabos, Prateleiras ou Suportes) s Nas instalacoes ao ar livre s6 devem ser utilizados cabos unipolares ou cabos multipolares. Os cabo po- Caixa de passagem 420 x 420 mm . Caixa de piso dem ser instalados: a) fixos as paredes com auxilio de argolas, brac;:adeiras ou outros meios de fixacao; NOTA: Nao se recomenda 0 uso de materiais magneticos quando os mesrnos estiverem sujeito 11 in 300x300mm Fig. 10.8 SistemaSIK de calhas de piso (Siemens). significativa de corrente. - •• r"' r.~ .G,", _"";·~/.:_.·".:: , Sistema "SIK" .• '.>- ;.,~~,;:;.:. '.-' 338 Instalacoes Eletricas Tecnica da Execucao das Instalacoes Eletricas Fig. 10.8 (c) Idem. A instalacao dos condutores sem calhas e permitida, pela NBR-541O, nos seguintes casos: a) quando a calha for de paredes macicas e com cobertura desmontavel por meio de ferramenta; b) nos locais de service eletrico onde s6 tenham acesso pessoas qualificadas ou admitidas; c) dentro de teto falso nao-desmontavel. Espacos de construeiio e pocos s. '0:: I~l 1. Caixa de passagem WETZEL em ca­ naletas para instalacoes industrials. 2. Caixa de passagem WETZEL com tarn­ pa antiderrapante, para aplicacao em patios, ruas, calcadas etc. 3. e 4. Tomadas de piso WETZELcom acess6rios eletrlcos, para escrltorlos, lojas e outros ambientes cobertos. ~~ :11i $:: Fig. 10.9 Caixas de passagem e tomadas de piso. Nos espacos de construcao e nos pecos podem ser utilizados condutores isolados e cabos uni ou multipolares sob qualquer forma normalizada de instalacao, desde que os condutores ou cabos possam ser instaladosou retirados sem intervencao nos elementos de construcao do predio. 10.1.8 Condutores Isolados em Eletrodutos ou Calhas rp As dimensoes dos espacos de construcao ou pecos devem ser tais que os eletrodutos em calhas possam penetrar livre mente. as eletrodutos ou calhas devem ser estanques e nao-propagantes da chama. Cabos uni ou multipolares instalados diretamente A menor dimensao transversal do espaco de construcao ou poco deve ser de, no mfnimo, 20 mrn ao longo de toda a sua extensao, A soma das areas totais dos cabos utilizados nao deve ser superior a 25% da area iitil do espaco de constrU­ ~ao ou poco, as cabos devem ser do tipo resistente 11 chama. Releremcia do Anel Tamanho Tipo AN2 4x2 [d AN4 4x4 ?£o. 10.1.9 Linhas Eletricas Enterradas S6 sao admitidos em instalacoes diretamente enterradas cabos uni ou multipolares. as cabos devem ser protegidos contra as deterioracoes causadas por movimentos.de terra, :ontat~s ~~: corpos duros, choque de ferramentas em caso de escavacoes, bern como contra a urrndade e a~oes qUiJIll causadas pelos elementos do solo. 0 Como prevencao contra os efeitos de movimentacao de terra, os cabos devem ser instalados em terre:s. V normal, pelo menos a 0,70 m da superffcie do solo. Essa profundidade deve ser aumentada para 1 rn ~a tra sia de vias acessfveis a vefculos e numa zona de 0,50 m de largura, de urn lado e de outro dessas vias- ~ profundidades podem serreduzidas em terreno rochoso ou quando os cabos estiverem protegidos, por exe, plo, por eletrodutos que suportem sem danos as influencias extemas a que possam ser subme~do.s.. ~tk .' Quando uma linha enterrada cruzar com uma outra linha eletrica enterrada, elas devem, em pnnclplO, '.. ;,.•c." uma distancia minima de 0,20 m . " ro° 125 10 0 0 115 L· l '--,,~ 0 0 0 Montagem ~:~~~SO~Y y • Anal Parafuso • -==:::::::.Y -I "'~::'~--, Fig. 10.9 (c) Tomadas de piso. 339 - 2­ ; 1. Caixa de liga~ao WETZEL-CPT, em 4 ~ tamanhos e 2 alturas, If com amplo espaco ~ ~ intemopara abrigar mater numero de emendas. Oferece perteita vedacao e 5[j ~n~ dispensa abrac;adeiras de fixa<;ao para as tubas,conforme ;;, 1\ ilustracao. 2. Tomadas blindadas WETZEL montadas em @~ caixacom entradas rosqueadas nas bitolas de 1/2" e 3/4" pr6prias para plugs WETZEL em ~~-·l alumfnio ou borracha. Modelos: TPV-R A PROVA DE GASES E VAPORES - Fig. 2 l~~J TPT-M A PROVA DE TEMPO com tampa­ mola-Fig.3 P9T.MB Pf"I~···1 Pf"I.RA TPV.. l~,,_~ ~.; W~ ~- A. Prova - Tomadas Em Borracha TPT-17M PPT-17/1 MA PPT-17/1 MB TPV-17 R PPV-17/1 RA PPV-17/1 RB TPT-18M PPT·18/1 MA PPT-18/1 MB TPV-18 R PPV-1811 RA PPV-18/1 RB TPT-19M PPT-19/1 MA PPT-19/1 MB TPV-19 R PPV-19/1 RA PPV-19/1 RB TPT-20M PPT-20/1 MA PPT-20/1 MB TPV-20 R PPV-20/1 RA PPV-20/1 RB TPT-21M PPT-21/1 MA PPT-21/1 MB TPV-21 R PPV-21/1 RA PPV-21/1 RB TPT-22M PPT-2211 MA PPT-2211 MB TPV-22 R PPV-2211 RA PPV-2211RB TPT-23M PPT-23/1 MA PPT-23/1 MB TPV-23 R PPV-23/1 RA PPV-2311 RB ~ EmAlumfnio Em Borracha ~~~, PRF-15/1 Liimpadas Referencia 3 Fios + Terra 400W 10 110 Quartzolodo 15 220 30 380 2 Fios + Terra 1 3 23 3 Fios + Terra 3 4 (HaI6genas) E40 500W 1000W Liimpadas Tipo Polencia IPT-01/4 Quartzo 300W IPT-02l4 (Hal6genas) 30 .. Os nnmeros Jdentitlcados ne pnrneira cotuna destatabelacorrespondem aos das references da tabelaacima. Fig. 10.10 Equipamentos Soquele Referincia 15 380 22 400W 400W 2 4 Luealox Vapor de s6dio 3 3 Potencla Vapor metallco Amperes 1 + Terra Tipo 250W PRF-15/1 2 Fios iPT-Ol/4 IPT-02l4 Volls P610s 19 21 ~ .~ EmAlumfnio 17 20 mli:; Plugues 2 Flos ~ Ililf· i' de Gases e Vapores Plugues Fases AS2 i#, A Prova de Tempo Circuito . J:, Referencia . , U ~~i{! ;.~ ci; • Tomadas I AS 1 a prova de tempo da marea WETZEL. lodo 500W 1000W Fig. 10.10 (Continuaeao) Soquele R7S-15 .~ ~ ','. ··~I":· , ,.. ~ ".~ :..' -c, ','-: ­ "''''_·4.'r,'~. '.• ,,' ',' ~ 342 Instalacoes Eletricas I I Oimensoes (mm) Referencia CLPE-1208-06 ----..ilmpadas PotEmcia IPT-31-1 100W Tipo Soquele lncandescente 200W E-27 IPT-31-2 B C 0 E 147 107 117 rr - F - G H I J 0K 90 65 120 87 7,5 7,5 CLPE-1410-12 190 150 140 100 86 126 90 105 154 137 CLPE-1714-15 235 205 170 140 122 152 100 135 205 167 285 12 205 220 140 122 202 160 135 205 167 12 CLPE-2214-15 Referencia A CLPE-2814-15 340 205 275 140 122 256 200 135 205 CLPE-3414-15 167 15 405 205 340 140 122 322 265 135 205 167 15 CLPE-2222-18 310 310 220 220 200 200 140 165 284 197 CLPE-2228-18 15 310 365 220 275 255 200 140 165 339 197 15 160W Mista CLPE-2828-18 365 365 275 275 255 253 200 165 339 Mercurio CLPE-3428-18 197 125W 15 430 365 340 275 255 320 260 165 339 208 15 555 275 255 535 475 165 339 208 15 CLPE-5628-18 Referencia Lilmpada Tipo Soquele IPT-25 100W Incandescente E-27 ~ 645 365 ----- f1 !LL .­chas~j .~. '~ . fl· I---/---J .~: REFLETORES 8 R100/101 . • • 1J' • _, , ' .. . . R200/201 ;, """'. R400-401 R3001301 POSICIONAMENTO DAS ENTRADAS Largura b e v v .eO· IDm d .~ I Ej 9 z f Z ,-=f i--1' r- II x 1---+--l L......I_ I __ I X 8 L±-.J i h g y y l-iJ_lpt a • b UNIDADE SELADORA Pendente WY-10/1 WY-l0/2 WY-10/3 Pla/onier WY-15/1 WY-15/2 WY-15/3 Referencia ff Arandela 45" WY-16/1 WY-16/2 WY-16/3 Arandela 90" WY-17/1 WY-17/2 WY-17/3 Incandescente 100W 200W 300W Mista - 160W 250W Mercurio - 125W 250W Uimpadas Soqueles ~r Ii E27 . Fig. 10.10 (Continuacao) E40 APROVA DE EXPLOSAO. Esta unidadedetem a vazao dos gases innamados, dentro de uma caixade liga~ao para outracaixa, atrav8sdos eletrodutos. Corpo, lampa e bujoes em arumfnio fundido de alta resistenctamecanlca e corrosao,nas bitolas de 1/2" a 3". Conlorme ABNT P EB-239 Grupos IIA e liB atendem as exigencias doNational Electrical Code (NEG), classe I grupos C e D. a Fig. 10.11 Caixas de ligacao , .. ',:1 r , \!-~ L aprova de explosao. ~ 344 Tccnica da Execucao das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas Quando uma linha eletrica enterrada estiver ao longo ou cruzar com condutor de instalacoes nao-eletricas, Usa vertical e horizontal G'1j 345 ~., urna distancia minima de 0,20 m deve existir entre seus pontos mais pr6ximos. Essa distancia pode ser reduzida se as linhas e os condutores de outras instalacoes forem separados por meiosque proporcionem uma seguranca equivalente. Toda linha enterrada deve ser continuamente sinalizada por urn elemento de advertencia (por exemplo, fita colorida nao sujeita a deterioracao), situ ado, no rnfnimo, a 0,10 m acima dela. ",6]J ~ Exemplo de Dimensionamento de Cabo Suhterraneo Usa vertical 0C Numa instalacao de urn hospital, queremos dimensionar 0 ramal de entrada com cabos subterraneos singelos PVC,com os seguintes dados: 0D ~:".',., :. '" . .. . ;::~ ~. - C•.'.~;:'t~ "'.;j.: '. ~f''=::j~~:; ";-j. ._~. 346 Instalacoes Eletricas ., , . .'.' '.'"~.", .. '.0 t _;'~:'~<"~"(~:;';: Tecnica da Execucao das Insta1a~oes Eletricas As instalacoes sobre isoladores devem obedecer as prescricoes relativas a "protecao por colocacao fora do alcance". As barras so sao admitidas quando instaladas em locais de service eletrico, Em locais comerciais ou assemelhados, as linhas com condutores nus sao admitidas como linhas de conta­ to alimentando lampadas ou equipamentos moveis, desde que sejam alimentadas em extrabaixa tensao de seguranca. A instalacao de condutores nus sobre isoladores em estabelecimentos industriais ou assemelhados deve ser limitada aos locais de service eletrico ou a utilizacao especffica (por exemplo, alimentacao de pontes rolan, tes). Na instalacao de condutores nus ou barras sobre isoladores, devem ser considerados: -;, \l ~ ~/' I Suporte para prateleira SRS-572 Prateleira SRS·600 Prolongador SRS-330 Fig. 10.16 Conector bimetaIico. Fig. 10.17 Prateleiras para cabos (SISA). .;)~~ 0: ,,',': -:-.:;;:~ i;·-;~·' .---;- -:. 'O.".•;'.I~· _',r "":.',. "'··f':;· 350 ',.';:.:,· ~',~ 'r;~ :~,:~~.::.,: Tecnica da Execucao das Instalacoes Eletricas 351 Instalacoes Eletricas NOTA: Se a linha aerea passar sobre uma zona acessivel da edificacao, devera ser obedecida a altura mini­ ma de 3,50 m. As linhas aereas nao poderao passar por cima de ediffcios. As emendas e derivacoes devem ser feitas a distancias iguais ou inferiores a 0,30 m dos isoladores. - Curva Horizontal 90' Tipo SRS-301 E SRS-401 Podem ser utilizadas paredes de edificacoes como suportes, nao devendo, entretanto, ser utilizadas mo­ res, canalizacoes de qualquer especie ou elementos de para-raios. as vaos devem ser calculados em funcao da resistenciamecanica dos condutorese das estruturas de suportes, nao devendo os condutores ficar submetidos, nas condicoes mais desfavoraveis de temperatura e vento, a esfor­ lOS de tracao maiores do que a metade da respectiva carga de ruptura: alem disso os vaos nao devem cxceder: - 10,00 m em eruzetas ao lange de paredes; - 30,00 m nos demais casos (Fig. lO.l8(a». ,.::~ ::j I C A fogo Pintado SRS-301-2 SRS'301-3 SRS-301-PT 25X76,2X25 SRS-40H - t- SRS-401.2 SRS-401-3 SRS-401-PT 25x 101,6X25 Eletrol. Preto SRS-301-1 1 Mura minima: 5,50m nos locals onde passam veictJlos; 3,50 m onds oao passam veiculos 1 Fig. 10.17 (Continuacao). As linhas aereas deverao ficar fora do alcance de janelas, sacadas, escadas, safdas de incendio, terrayos ou locais analogos, atendendo a uma das condicoes a seguir: _ estar a uma distancia horizontal igual ou superior a 1,20 m; ou estar a uma distancia vertical igual ou superior a 2,50 m acima do solo de sacadas, terraces ou varandas; ou das. estar a uma distancia vertical igual ou superior a 0,50 m abaixo do solo de sacadas, terraces ou varan _ 30m Vao maximoentre pastes Fig. 10.18 (a) Rede de baixa tensao sobre peste. A liga~ao das linhas aereas a instalacao intern a devers ser feita de modo que nao haja penetracao de agua elelrodutos. s condutores deverao ser fixados a isoladores apropriados, presos a eruzetas ou outros suportes por para­ 'sgalvanizados. Toda a ferragem devera ser tambem galvanizada e as madeiras deverao receber tratamen­ 'aevitar apodrecimento. Estas, quando enterradas, deverao ser tratadas ate no minimo 50 ern aeirna do '10. Osisoladores em cruzetas horizontais deverao ser afastados, no minimo, 20 em para condutores isolados e empara condutores nao-isolados (Fig. 10.18). ,Quando os isoladores do tipo carre tel forem dispostos em armacao vertical (armacao Pres bow ), as distan­ las poderaoser reduzidas ate 15 ern, para condutores isolados, e 25 em, para condutores nao-isolados (Fig. 1;19). Unhas aereas externas (prescricoes da NBR-5410) :r?es, Cruzeta de a\OO flxada a parede Fig. 10.18 Rede de baixa tensao sobrecruzetas fIxadas aparede. as linhas aereas extern as podem ser usados eondutores nus ou providos de cobertura resistente as intern­ eondutores isolados ou eabos multiplexados em feixes e montados sobre postes ou estruturas. iQuando uma linha aerea servira locais que apresentam riseos de explosoes (BE-3), ou seja, presenca, tra­ lemo ou armazenamento de materiais explosivos, a alimentacao deve ser efetuada par interrnedio de linha a de urn eomprimento minima de 20 m. 352 Instalacoes Eletricas Tecnica cia Execucao das Instalacoes Eletricas 1 353 ESCOLHA DO CALIBRE Afastamentos minimos: 15 em para condutores isolados, 25 em para condutores nao-lsolacos 4000 I I I f\. 3000 I 2500 2000 =I ~ ~ .~ 1500 10m Vao maximo entre isoladores nas linhas montadas em arrnacao vertical ~ E 'E" EI :~ "'. ~ .~ '" ~ : 1000 E s "' ;;: 900 800 700 XU7 600 1 .g KU5 500 KU4 400 ~ Fig. 10.19 Rede disposta na vertical. as condutores nus devem ser isolados de forma que seu ponto mais baixo observe as seguintes alturas mfnimas em relacao ao solo: - 200 KU3 3 KU2 , KU' 1$0 100 5,50 m onde houver trafego de vefculos pesados; 4,50 m onde houver trafego de vefculos leves; 3,50 m onde houver passagem exclusiva de pedestres. 0,2 0.4 0,6 0,8 1 Ooenctente media de utilizacao as condutores nus devem ficar fora do alcance das janelas, sacadas, escadas, safdas de incendio, terraces ou locais semelhantes. Para que esta prescricao seja satisfeita, os condutores devem atender a uma das condi­ c;:oes seguintes: a) b) c) d) § Cf) " J". I"' 300 250 estar a uma distancia horizontal igual ou superior a 1,20 rn; estar acima do nfvel superior das janelas; estar a uma distancia vertical igual ou superior a 3,50 m acima do piso de sacadas, terraces ou varandas; estar a uma distancia vertical superior a 0,50 m abaixo do piso das sacadas, terraces ou verandas. Iii- Determinacao do calibre em func;ao da soma das intensidades nominais e do coeficiente rnedlo de demanda. ELEMENTOS RETOS elementos sao executados em todos os calibres KU em tripolar ou tetrapolar + terra, em comprimentos normalizados 1, 1,5, 2 e 3 mm. Sao entregues com os dispositivos de juncao, bem como os parafusos e porcas necessartos sua a ntagem. 10.1.14 Linhas Pre-fabricadas As linhas pre-fabricadas nao devem ser instaladas em locais contendo banheira ou chuveiro. as involucres ou coberturas devem assegurar a protecao contra contatos diretos em service normal. De­ vern possuir urn grau de protecao, no mfnimo, igual a IP2X, e para sua abertura ou desmomagern deve ser respeitada uma das condicoes seguintes: - fora da zona de alcance normal, cujo volume e mostrado na Fig. 6 da NBR-5410; partes acessfveis que se achem a potencias diferentes, distanciadas a mais de 2,5 m. c::Err~ 3~l, GU2-~~~ Na Fig. 10.20 vemos urn tipo de linha pre-fabricada. 10.1.15 Instalacoes em Espacos de Construcao e POfOS 11L-480~ L=500 Podem ser utilizados cabos isolados em eletrodutos ou cabos uni ou multipolares, sob qualquer forma nor­ malizada de instalacao, desde que: a) possam ser enfiados ou retirados sem intervencao nos elementos de construcao do predio: daJll b) os eletrodutos utilizados sejam estanques e nao propaguem a chama; c) os cabos instalados diretamente, isto e, sem eletrodutos, nos espacos de construcao ou poc;:os, aten,,,,, ­ as prescricoes da NBR-5410. ~1000 $ =n I~ ~ ;:s; 1500 2000 ou 3000 I' _ _ _1480 1000 2480 ou 3480--1 • 240 lll -m =U LoJ KU4·KU5 KU7 I ~_~ ~:::111 =JJ =! LS5J L 100 r Fig. 10.20 "Bus-way" canalis da TELEMECANIQUE. l A area ocupada pela instalacao, com todas as protecoes inclufdas, deve ser igual ou inferior a 25% da sec;:ii espaco de construcao ou poco utilizado. as pecos de elevadores nao devem ser utilizados para a passag l .". ~-:':::" '" .,,":"' ,-, ~ ,,~, .. ~ ';; ~'~ " '-":'~ ,:~:·~·~~:~~t:-:'-~-·:~1;.. ­ " '.-..'.,::'.;. ..'i!,~.. .- ~ ,.,.:\ ....,-.". 354 Tecnica da Exccucao das Instaiacoes Eletricas Instalacocs Eletricas 355 instalacoes eletricas, com excecao dos circuitos de controle do elevador. Considera-se espaco de conslruyao os espacos entre tetos e soalhos,exceto os tetos falsos desmontaveise paredes constitufdasde tijolos,placas de gesso, blocos manufaturados etc. nao projetados como condutores de passagem das instalay5es eletricas. NaFig. 10.21 vemos urn tipo de instalacoes usando conexoes nao-rosqueadas indicadas pelo fabricante para utilizayaoem instalacoes aparentes comuns ou a prova de tempo, instalacoes embutidas em alvenaria ou concreto, instalacoes subterraneas ou para tubos flexiveis. 10.1.16 Conexoes Nao-rosqueadas 10.1.17 Verificacao Final (Ver Cap. 7 da NBR-5410 - Ed. 1997/98) Sao dispositivos que perrnitem a ligacao de eletroduto a eletroduto ou de eletrodutos as caixas ou paineis, sem 0 usa de roscas que normalmente oneram a instalacao. Hi!fabricantes que indicam "conexoes retas" para a emenda de eletrodutos sem necessidade de luvas,uni­ oes ou juntas de expansoes ou "conexoes conicas" usadas nas entradas e safdas de paineis, caixas de passagern comuns ou do tipo petroletes. 10.1.17.1 Prescricoes gerais Parafuso Qualquer instalacao ou reforma (extensao ou alteracao) de instalacao existente deve ser inspecionada visu­ a1mente e ensaiada, durante e/ou quando conclufda a instalacao, antes de ser posta em service pelo usuario, de lonna a se verificar a conformidade com as prescricoes da norma da ABNT. Deve ser fomecida a documentacao da instalacao'rconforme subitern 6.1.7 - ABNT) as pessoas encarre­ . gadas de verificacao, na condicao de docurnentacao "como construfdo". _ Durante a realizacao da inspecao e dos ensaios devem ser tomadas precaucoes que garantam a seguranca das pessoas e evitem danos a propriedades e aos equipamentos instalados. Quando a instalacao a verificar constituir reforma de uma instalacao existente, deve ser investigado se esta nao anula as medidas de seguranca da instalacao existente. . 10.1.17.2 Inspecao visual Ainspecao visual deve preceder os ensaios e deve ser realizada com a instalacao desenergizada. Eletroduto Unidut conieo Ainspecao visual deve ser realizadapara confmnar se os componenteseletricos permanentes conectadosestao: j Unidut reio .).~ a) emconforrnidade com as normas aplicaveis; ,. '{,:; ~, If NOTA: Isso pode ser verificadopor marca de conformidade, certificacao ou termo de responsabilidade ernitido . ?)e10fomecedor. 1 . ~. b) corretamente selecionados e instalados de acordo com a norma ABNT; : ~ C). nao viSive.lmente d~ificados, de ,~OdO a res.tringi~ 0 funciona.mento adequado a sua seguranca. ,. • .f! AmspecaoVISUal deve incluir no mmimo a verificacao dos segumtes pontos: ,7~. - medidas de protecao contra choques; medidas de protecao contra efeitos termicos; seleyao de linhas eletricas; - escolha, ajuste e localizacao dos dispositivos de protecao . Unidut c6nico .~ 10.1.17.3 Ensaios Unidut oenico Motor :j~ ~¥O.l.J 7.3.1 Prescricoesgerais ~- Gaixade Iigal;lio Eletrodulo Unidutconlco para lubo Uex-ivel Unidut reto ~: Os seguintes ensaios devem ser realizadosonde forem aplicaveise, preferivelmente,na sequencia apresentada: continuidadedos condutores de protecao e das ligacoes eqtiipotenciais principal e suplementares; l- resistencia de isolamentos da instalacao eletrica; ;- seccionamentoautomatico da alimentacao; ":- ensaiode tensao aplicada; separas:ao eletrica dos circuitos; ji ~ resistenciaeletrica do piso e das paredes; -: ;: medis:ao da resistencia dos eletrodos de aterrarnento; ~ medis:ao da corrente de falta para terra; medis:ao da impedancia do caminho de falta; - PDlaridade e ensaios funcionais. r- "1':- Unidut rcto para tube rigido com ligac;ao a flexivel Tubo flexivel Fig. 10.21 Conexoes nao-rosqueadas. ;1.18 Continuidade dos Condutores e Ligacoes Eqiiipotenciais ~ continuidade dos condutores de protecao deve ser feita por meio de ensaio sob tensao maxima de 12 Y, .011 CCe com uma corrente igual ou superior a 5 A. 356 Instalacoes Eletricas Tecnica da Execucao das Instalacoes Eletricas o valor da resistencia de cada ligacao nao deve ser maior que a resistencia de urn metro do menor doscon­ dutores ligados. 357 10.1.22 Medicao da Corrente de FaIta para Terra Deveser efetuada a verificacao da resistencia de isolamento e em seguida feita uma ligacao (de resistencia desprezivel) entre uma fase e a terra, com a aplicacao da tensao nominal. Caso seja possivel, deve-se manter os aparelhos de utilizacao ligados. Medir a corrente circulante entre fase e terra. Efetuar, sucessivamente, as rnedicoes para cada fase e tomar 0 maior valor de corrente para a aplicacao das prescric-:. c'.·.·).: - :' < ~ :~~:1~ >.' - ,.'-. 358 ··'ir.} '~f: .:.{)":;. • ,";. -'.:. _. . ~.~~!~~'l 't, :_~~- .-: Instalacoes Eletricas Tecnica da Execucao das Instalacoes Eletricas (II) Em funcao da maneira de instalar, do tipo de cabo e do mimero de condutores carregados (20ll 3) determinar na Tabela 4.4 a coluna a ser utilizada. (lIIb) OBSERVAt;ii.O (III) Caso 0 rnirnero de condutores carregados, a temperatura ambiente (ou do solo, para cabos dire. tamente enterrados ou em eletrodutos diretamente enterrados) e a resistividade termica do solo (para cabos diretamente enterrados ou em eletrodutos diretamente enterrados) sejam compau, veis com os val ores indicados na Tabela 4.13, entrar com 0 valor de I. na coluna adequada da Tabela 4.6 ou 4.7, obtendo a secao de condutor correspondente a esse valor ou ao valor mais pr6ximo superior; (lIla) Se a temperatura ambiente (ou do solo) e/ou 0 mimero de condutores carregados (ou de circui-. tos) nao forem compatfveis com os valores correspondentes as Tabelas 4.6 e 4.7, devem ser obtidos os fatores de correcao necessaries nas tabelas indicadas a seguir: • Tabela 4.10 - Correcao de Temperatura Ambiente ou do Solo; • Tabela 4.11 - Correcao para Agrupamento de Cabos (ou Circuitos) em Eletrodutos, Calhas ou sobre Superffcie; • Tabelas 4.14 e 4.15 - Correcao para Agrupamento de Cabos (ou Circuitos) em Bandejas, Prateleiras ou Suportes; • Tabelas 4.12 e 4.13 - Correcao para Agrupamento de Cabos (ou Circuitos) Diretamente Enterrados ou em Dutos; (1IIb) Dividir a corrente de projeto pelo fator de correcao utilizado ou, se for 0 caso, pelo produto dos i: fatores de correcao utilizados, obtendo a corrente fictfcia de projeto, l~; proceder como em (Ill) .~. para obter a secao, (A secao obtida em (III) ou (lIIb) atende apenas ao criterio da capacidade de ,~. conducao de corrente.); : ~. (IV) Dividir a queda de tensao (em volts) estipulada para 0 circuito (verTabela 4.18) pelo produtoda corrente de projeto I. pelo comprimento do circuito (em quilometros), obtendo urn valorem VI A·Ian; (V) Entrar com 0 valor detenninado em (IV) na Tabela 10.13 (considerando 0 tipo de cabo, a manei­ ra de instalar, 0 tipo de circuito e 0 fator de potencia do circuito) obtendo a secao correspondente a esse valor ou ao valor rnais pr6ximo inferior; (VI) Comparar a secao obtida em (V) com a obtida em (III) ou (IIIb) e adotar a maior. Ii .1 A secao obtida em (VI) atende aos criterios da capacidade de conducao de corrente e da queda de te~a~. Devera ainda ser verificada a coordenacao com os dispositivos de protecao contra sobrecargas e curtos-clfelll' tos, Recomenda-se consultar a norma NBR-541O no capitulo especffico de protecao contra correntes de so­ brecarga e de curto-circuito, bern como consultar as Tabelas 4.5 e 4.6. Exemplos de Dimensionamento de Cabos 1) Sistema monofasico com condutores isolados, tipo cabo Noflam BWF 750 V (condutor de cobre) • corrente de projeto - 73 A; • comprimento - 50 m; • fator de potencia - 0,8; contido em eletroduto nao-magnetico, com outros 2 circuitos; • tensao nominal 127 V; queda maxima de 3%; • temperatura ambiente: 35°C. (I) 1= 73 A (II) Tabela 4.4 (III) Nao se aplica devido as condicoes de agrupamento e temperatura ambiente (lIla) Fatores de reducao - Tabela 4.10, 35°C ~ 0,96 Tabela 4.11, 3 circuitos no eletroduto ~ 0,7 73 == 110 A 0,96 X 0,7 Tabela 4.7 - 110 A ~ S = 35 rnrrr'; = (IV) Au = 3% de 127 V Para instalacao sobre isoladores, em linha aerea, em bandeja, prateleira ou suporte, deve ser utiliza. da a Tabela 4.14: Conclusao l~ 359 = 3,8 38 , = 1,04 V/A·Ian 73 X 0,05 (V) Tabela 10.13 - 1,04 VI A .km ~ S = 50 mm' (VI) Adota-se: S = 50 mnf Cabo Noflam BWF 750 V, 50 mm­ 2) Sistema trifasico com cabos vini! 0,6/1 kV unipolares • corrente de projeto - 150 A; • comprimento - 60 m; • fator de potencia - 0,8; • em bandejas nao-perfuradas, em trif6lio, com outro circuito tambem em trif6lio; distancia entre os 2 trif61ios igual a 2 vezes 0 diametro do maior cabo; • tensao nominal 380 V; queda maxima de 4%; • temperatura ambiente: 30°C; • condutor de cobre. (I) I. = 150 A; (II) Tabela 4.4 ~ Tabela 4; (III) Nao se aplica devido as condicoes de agrupamento; (lIla) Fator de reducao - Tabela 4.10 ~ 0,95; V~ (lII b) t; = 15O-O\ N 1:0 0000000 I' [ 9 ~ ~ t ~ ~ NI==. ... --' =.. N 00 (j <:> "'"odS­ 51 '" I g ~e. == =:is<. ... '" !~~I"I~ljl~I@I~ltl~I~I~I"I~I~I~lcIEIEIEI~I~I~I~I~I~lglil~I~I! < ~ - "­ g. ~ ;a; ." '" SO '" ~ "~ ..... ..... p N oo ~:­ az o 2. ~. I 51 ~., "l:l,g ~~' '" '" P­ o '" ~ o ] 8 ~ (l '" >-l :J, ;:;lI ~1§1~1~1~1~1~1~1~lgl~I~I~181~1~1~ltl~I~I~I~I~lw P19'IY' I'~ \"" I.N I' '" n' 0000\0,+::...0'\00 0000000 o '" \ \,\~\~\~\~\~\~\~\~\~\~I~\~\~\tl"le\:I~I~IEI~I~I~I~I~I~1~I~I~I~'! ".;, >'.1-.\,., .: M~~~~,~~~\ Tabela 10.13 Queda de Tensao Unitaria em V jA'km Eletrodulo Se~ao nominal e calha (mm') fechada (material Eletrodulo, calha fechada, bloco alveolado (material nac-rnaqnetlco) , Inslala9ao ao ar livre (c) Cabo Vinll Cabo unil bipolar Cabos unipolares (d) mapnstico) (a) Fio e Cabo Fio e Cabo Noflam BWF NofiamBWF Cabo Noflam Flex Noflam Flex Cabo Vinll (b) Cabo Vinil -l tjD sT ~; Sistema Sistema monolastco monotaslco S = 10 em Sistema trltaslco Sistema trltaslco Sistema trifaslco Sistema monotasico S = 20 em ..l r~2-~JLO sst S = 10 em S= 20 S = 20 em Sistema monotastco Cabo tril telrapolar Sistema tritaslco Cabo Chumbo BWF Cabo Chumbo BWF 2 condutores Sistema monotaslco Sistema tritasico .. .. @C!X!) ®~ ~ S = 20 e trlfaslco I F.P. F,P. F,P. F,P. F.P. 0,95 0.8 F.P 0.95 F.P. 0,8 F,P. 0,95 F,P. 0,_ F.P. 0,8 F,P. 0,8 F.P. 0,95 F,P. 0,95 F.P. 0,8 0,95 0,8 0.95 F,P. 0,8 0,95 F,P, 0,8 F.P. 0,95 0,8 F.P. 0,95 1,_ 23 27,4 23.3 27,6 20,2 23,9 23.8 27,8 23,7 27,8 23,4 27.6 20,5 24,0 20,5 24,1 20,3 23,9 20,2 23,9 2,5 l4 16.6 14,3 16,9 12,4 14,7 14,6 17,1 14,7 17,1 14,4 17,0 12,7 14,8 12,7 14,6 12,5 14,7 12,4 14,7 4 9,0 e 5,87 to.s 8,98 7,00 6,03 10,6 7,79 9,15 9.25 7,07 5,25 6,14 6,30 10,7 9,35 7.18 8,41 10,7 9,06 7,18 6,11 F.P. F.P. F.P. F,P. 0,95 F,P. 0,8 0,95 F,P. 0,8 F,P. 0,8 23.3 27,6 20,2 23.9 23.3 27,6 20,8 24,2 14,3 16,9 12,4 14,7 14,3 16,9 \2,9 14,9 8,02 9.27 8.08 9,30 7,86 9,19 7,79 9.15 8,96 7,09 5,47 6,25 5,52 6,28 5,32 6,17 5,25 6,14 6,03 10,6 7,76 9,14 8,96 10,55 8,37 7,07 5,22 6,12 6,02 7,07 5,64 10.6 10 3,54 4,20 3,63 4,23 3,17 3,67 3.88 4,35 3,95 4,36 3,71 4,26 3.38 3,79 3,44 3,81 3,24 3,71 3,17 3,67 3,63 4,23 3,14 3,66 16 2,27 2,70 2,32 2,68 2,03 2,33 2,56 2,79 2,64 2,82 2,40 2,72 2,42 2,44 2,29 2,47 2,10 2,37 2,03 2,33 2,32 2,68 2,01 2,32 25 1,50 1,72 1,51 1,71 1,33 1,49 1,73 1,83 1,60 1,B6 1,59 1,76 1,52 1,60 1,57 1,62 1,40 1.53 1,33 1,49 1,51 1,71 1.31 1,48 35 1,12 1,25 1,12 1,25 0,98 1,09 1,33 1,36 1,39 1,39 1,20 1,29 1,17 1,19 1,22 1,22 1,06 1,13 0,98 1,09 1,12 1,25 0,97 1,08 50 0,86 0,95 O,B5 0,94 0,76 0,82 1,05 1,04 1,'2 1,OB 0,93 0,98 0,93 0,91 0,99 0,94 0,83 0,86 0,76 0,82 0,85 0,94 0,74 0,81 70 0,84 0,67 0,62 0,67 0,55 0,59 0,81 0,78 0,87 0,60 0,70 0,71 0,72 0,67 0,77 0,70 0,63 0,82 0,55 0,59 0,62 0,67 0,54 0,58 - .­ 0,50 0,51 0,48 0,50 0,43 0,44 0,65 0,59 0,71 0,62 0,56 0,54 0,58 0,52 0,64 0,55 0,50 0,47 0,43 0,44 0,48 0,50 0,4, 0,43 - 120 0,42 0,42 0,40 0,41 0,36 0,36 0,57 0,49 0,63 0,52 0,48 0,44 0,51 0,43 0,56 0,46 0,43 0,39 0,36 0,36 0,40 0,41 0,35 0,35 - 150 0,37 0,35 0,35 0,34 0,31 0,30 0,50 0,42 0,56 0,45 0,42 0,38 0,45 0,37 0,51 0,40 0,38 0,34 0,31 0.30 0,35 0,34 0,30 0,30 18' 0,32 0,30 0,30 0,29 0,27 0,25 0,44 0,38 0,51 0,39 0,37 0,32 0,40 0.32 0,46 0,35 0,34 0,29 0.27 0,25 0,30 0,29 0,26 0,25 240 0,29 0,25 0,28 0,24 0,23 0,21 0,39 0," 0,45 0.33 0,33 0,27 0,35 0,27 0,41 0,30 0,30 0,24 0,23 0,21 0,26 0,24 0,22 0,20 0,27 0,22 0,23 0,20 0,21 0,18 0,35 0,26 0,41 0,29 0,30 0,23 0,32 0,23 0,37 0,26 0,28 0,21 0,21 0,18 0,23 0,20 0,20 0,17 Dimens6esdo eletroduto e da calha fechada adotadas sao tais que a area dos tios ou cabos nac ultrapasse 40% da area interna dos mssmos (taxa de ocupacao 40%). Em blocos alveolados s6 devem S9r usados cabos Vinil 0,6/1 kV. Aplicavel a fix89ao dlreta a parede ou teto, calha aberla, ventilada ou fechada, p090, espaco de construcao, bandeja, pratelelra, suporles, sobre isoladores e linha aerea. Ref.: Catalago 17-f-MEIda Siemens. 3 :~ - 95 Aplicaveltambern aos condutos isolados, por exemplo, fios e cabos Notlam BWF sobre isoladores e em linha aerea. Valores tabeladossao para tios e cabos com condutores de cobre. F.P. F.P. 0,95 F,P. 0,_ I - 0,95 9,45 - - - - - - - - - - .• . ". <-!.- ':~.( ::',~:,. :", '.;;:.~-> 362 . ...• ", . : ..; ..~_:. ;,...:.; ~ .. . ·-'- ... _ '," '".' 'L:'·!·.·;~2., .. ~ ...'" J: 363 Tecnica d. Execucao das Instalacoes Eletricas Instalacoes Eletricas .;.; TabeJa 10.14 Maneiras de Instalar para Fios e Cabos Siemens Fios e Cabos Siemens . Manelra de Instalar Fios Noflam BWF 750 V Cabos Noflam BWF 750 V Cabos Vinil 0.6/1 kV Cabos Noflam Flex 750 V Eletroduto em instalacao aparente Eletroduto embutido em teto, parede ou piso Eletroduto em eanaleta (aberta, ventilada ou feehada) Calha fechada Fios Noflam BWF 750 V Cabos Noflam BWF 750 V Cabos Noflam Flex 750 V Moldura, rodape ou alizar Cabos ehumbo BWF 2 e 3 eondutores 750 V Fixacao direta na parede au teto Cabos Vinil 0,6/1 kV Bandeja au prateleira Suportes Po~o Esquema Indicativo ~ f z ~ -~DDDO] i ~ ~ Cabos Vinil 0,6/1 kV Diretamente enterrado Eletroduto enterrado diretamente ou em envelope de concreto Fios Noflam BWF 750 V Cabos Noflam BWF 750 V Cabos Vinil 0,6/1 kV FiosWPP CabosWPP Cabos Superflex 750 V Cordoes f1exiveis torcidos e paralelos 100 V Sobre isoladores Linha aerea Ligacao de equipamentos e aparelhos portateis ~ ~ ! 1 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~"'.... ~ 2 ~ t; g . ~ ~~ ~ ~ ~~~ Hi ~ i iii ~~ g.. :3:S ~ ~ ~ w 2 : :;; .. l~ ~~ c 2. ...0 Il~ ~ ~~~T f ~~ '" ri !~~~ ~8 * ~ -g II >M~~ ~~~~ g ~~ II II II ~~±± J~~& (DOCO 6&;E~ &; ~~ .i ~e jill .... ~~ ~ ~> . . i- ~- ~ ~ .... '" lD~ g ,.<: Bloeo alveolado 0 ~ ~ ~ Canaleta (aberta, ventilada au feehada) Espaco de construcao ~ Jl .g N~ . ~ N(f)"It It) (0"" .O!lq~d O~~.U!Wnll 5 -il rr; ,g ,,; ee g ]., ... ::s or OJ .; g i3 g, OJ .", S "'S 0- 0 "' X '" g Illpuass3 ~~ a~ " 8 ~ '5 '" OJ o 'OJ ] :;::; "'''' '" . .L':' U. 00 a I"WJON U ~ ...-= oil ~ . . 364 ""' Instalacoes Eletricas Exemplo 3: Calculo eletrico de pequena rede aere» 11 Vamos continuar nosso exemplo do Item 6.2.1, onde vimos que parte da carga e alimentada por rede aerea (ver diagrama unifilar (Fig. 6.32) e detalhe do poste (Fig. 6.33». Nesta posteacao se desenvolvem tres circuitos separados: - Normal (QL-8, QL-9, QF-2); Essencial (Blocos H3-H4 e QL-9); Essencial (Iluminacao Publica). as postes sao numerados de I a 13 e distantes entre si de 30 m, e em todos eles ha uma luminaria de vapor de mercurio de 400 W. as tres circuitos partem de disjuntores instalados na subestacao (SE), de acordo com 0 diagra­ rna unifilar (Fig. 6.32). Na Fig. 10.22vemos a situacao dos postes e dos quadros no terreno. Na mesma flguravemcs.resumioo. 0 "cal­ culo da rede aerea", Para entendermoseste calculo, vamos examinar cada coluna. - na coluna 3 estao os postes onde estao ligadas as cargas; - na coluna 4 estao as distancias ate a SE; - na coluna 5 estao as correntes em amperes de cada ligacao; - na coluna 6 estao os produtos dos amperes pelos km; - na caluna 7, a somatoria dos amperes x km; - na coluna 8, 0 flo escolhido em mm'; - na coluna 9, a queda de tensao unitaria, tirada da Tabela 10.13, para 0 condutor escolhido e a maneira de instalar n." 13 (rede aerea); - na coluna 10, temos 0 produto das colunas 7 X 9, ou seja, as quedas de tensao parciais em volts; - na coluna I I, as quedas de tensao acumuladas; - na coluna 12, temos as quedas maximas adrnissiveis, para efeito de comparacao com os valoresda coluna I I. Entrada de Energia Eletrica nos Predios em Baixa Tcnsao 11.1 DISPOSI(:OES GERAIS no FORNECIMENTO EM BT PARA ALGUMAS CONCESSIONARIAS * 11.1.1 Tensoes de Fornecimento o fomecimento de energia eletrica em BT sera feito em corrente altemada, 11 tensao de distribuicao secun­ dana e frequencia de 60 Hz. As tensoes mais usuais no Brasil sao 2201127 v, 2301115 V e 380/220V. RESUMO 11.1.2 Limite das Ligacoes em BT - A Concessionaria somente efetuara os fomecimentos sob ten sao de distribuicao secundaria quando a carga dasinstalacoes do consumidor for inferior a 75 kW. Entretanto, quando as condicoes tecnicas do seu sistema permitirem, esse limite sera elevado. 0 interessado devera consultar a Concessionaria, que indicara, em cada caso, 0 tipo de suprimento. Instalacoes em eletrodutos rigidos: tabelas, condicoes de emprego, curvas. Caixas e conduletes: figuras de catalogos, Instalacoes aparentes: emprego, figuras de catalogos, tabelas. Instalacao de condutores em eletrodutos: prescricoes das normas, tecnicas para enfiacao, Instalacoes em eletrodutos flexiveis: emprego, prescricoes de normas. Instalacoes em linha aberta: prescricoes de normas, instalacoes dos condutores, emendas dos condutores. Instalacoes em espacos de construcao e pecos: prescricoes de normas. Instalacoes em calhas: prescricoes de normas e figuras de catalogos. Instalacoes aereas: prescricoes de normas, figuras tipicas. Instalacoes subterraneas: prescricoes de normas, exemplo de escolha dos condutores. lnstalacoes em lajes pre-fabricadas: prescricoes, - Instalacoes sobre isoladores: prescricoes e desenhos. Conex5es nao-rosqueadas: prescricoes e figuras de fabricantes. Verificacao final e manutencao de uma instalacao: continuidade e ligacoes eqiiipotenciais, resistencia ~e isolamento, resistencia dos solos e paredes (medicoes), corrente de fuga para terra, ensaios funcionaJs, manutencao corretiva e preventiva. Escolha de condutores segundo dado de fabricantes: exemplos de instalacoes embutidas e aereas. Calculo de uma pequena rede aerea, 11.1.3 Condicoes Essenciais Somente serao ligadas 11 rede da Concessionaria instalacoes para im6veis indicados por placas numericas e autorizadas pelos orgaos competentes. '~ 11.1.4 Tipos de Atendimento Sao tres os tipos de atendimento, conforme 0 mimero de fases, usualmente designados: - monofasico: uma fase e neutro (2 fios); - bifasico: duas fases e neutro (3 fios); - trifasico: tres fases e neutro (4 fios). o numero de fases depende do tipo de consumidor e da potencia instalada. A categoria do atendimento de­ !!ende da concessionaria local. Por exemplo, a Light - Rio de Janeiro prescreve 0 seguinte mimero de fases: - fase e neutro: ate 4,4 kW; - duas fases e neutro: entre 4,4 e 8,8 kW; - tres fases e neutro: acima de 8,8 kW. ---------,"sera imprescindlvel a consulta aos padr6es da concessionaria local. - -,c·, ~" :.,:<-.::-: '-.--:--:' ~:'j"~~1'~:-;-~ ~:--; - ! ~ ~.; '. 366 ·;·,J.:;uri,~'r;.:~~h·;.~.:~:: ~',.". . -: -,':;: ; Instalacoes Eletricas Entrada de Energia Eletrica nos Predios em Baixa Tensao 11.1.5 Conservacao do Material - 30 metros para ligacoes bifasicas e trifasicas; - 50 metros para Iigacoes monofasicas, 11.1.6 Padroes da Concessionaria 4.°) Travessia de terrenos de terceiros. Nenhum ramal podera atravessar a propriedade de terceiros sem a sua expressa autorizacao, Entretanto, somente sera concedido a titulo precario e desde que seja possf­ vel regularizar a situacao a qualquer tempo. Serao empregados postes de acordo com 0 paragrato 6.0 deste artigo, para desviar os fios do ramal do terreno de terceiros. 5.°) Suporte do ramal. 0 primeiro suporte devera ficar a uma altura minima de 3 m e que assegure aos condutores a altura minima de 3,5 m sobre 0 nfvel do passeio e 5 m do nfvel do eixo da rua. direito de modificar, total ou parcialmente, a qualquer tempo, os padroes por ela adotados. 11.1.7 Casos Nao Previstos Os casos nao previstos neste Regulamento deverao ser submetidos previamente a Concessionaria. a) Arma.;:iio - Serao empregadas, de preferencia, armacoes verticais. b) lsoladores - Serao de porcelana, de tipo apropriado, conforme a armacao empregada. c) Pinos - Serao de ferro galvanizado, de acordo com os padroes da Concessionaria, 11.2 EXECUvAo DAS INSTALAvOES 6.°) Postes. Serao usados postes de acordo com a Tabela 11.6, no limite da propriedade particular com a via publica, para desviar os fios do ramal aereo do terreno vizinho ou atender ao dispositivo no para­ grafo 5.°. Ver Figs. ILl a 11.7. 11.2.1 Ramal o a suprimento de energia para todos os fins sera feito por meio de ramal unico ligado rede de distribuicao, que compreende duas partes: extema e intema. Tipos. 0 ramal de Iigacao sera feito atraves de urn dos seguintes tipos: ·--t ;} a) Aereo - em zona de distribuicao aerea. b) Subterraneo - em zona de distribuicao subterranea. c) Misto - subterraneo em zona de distribuicao aerea. Numero de ramais. Cada lote de terreno aprovado pelo orgao competente tera direito a urn unico ramal para suprimento a predio ou predios nele situados. Ficam excetuados da exigencia acima os seguintes casos: a) Predios com mais de urn consumidor, quando a ausencia de area comum tome 0 ramal iinico impratica­ vel. Para os efeitos desta alfnea, as entradas de loja nao sao consideradas independentes. b) Predios que pelo vulto da carga tomem 0 ramal unico tecnicamente inadequado para 0 consumidore . para a rede da Concessionaria, J ~ t :.t~ ~ ;.~ Previsiio de carga. Deverao ser computadas ao ramal de ligacao previs6es para forca motriz para todos os consumidores nao-residenciais, isto e: a) Lojas e galp6es - 3 HP (2,23 kW), no minima, para cada unidade. b) Escrit6rios - 1 HP (0,75 kW), no mfnimo, para cada 20,0 m' de area util. ~f ~ B AE ~ 0 ligal;;3o enlrega AE= ramal de entrada ~~ !1fr _A~_ -8 t -- rf---~L_--pH t t£\t i -B nBL __ Subterranea em zona de distribuivao subterranea 1- -1- - _Ab - -~B 11.2.1.1 Ramal Aereo t AL= ramal de PE = ponte de Subterranea em zona de distribuicao aerea ..:~ .j~ a) Fase e neutro - para urn unico medidor monofasico. b) Duas fases e neutro - para dois medidores monofasicos ou urn iinico bifasico. c) Ires fases e neutro - para tres medidores monofasicos, ou urn monofasico e urn bifasico ou, ainda,para urn tinico trifasico, d) Sera sempre constitufdo de tres fases e neutro 0 ramal de Iigacao para mais de dois consumidores. Aerea iii :;; Ntimero defases. 0 ramal de ligacao tera: o ramal aereo de Iigacao sera instalado pela Concessionaria ate ticular. 367 1.0) Limites de carga para 0 ramal aereo. Sera concedido ramal aereo ate os limites maxirnos de demanda de 132,2 kVA (220/127 V) em entradas individuais e 136,8 kVA em entradas coletivas. 2.°) Previsiio parafutura ligaciio subterrdnea. A Concession ana indicara, em cad a caso, os predios locali­ zados em zonas de ramal aereo que tenham que fazer instalacao de manilhas para previsao de ligacao subterranea, 3.°) Comprimento maximo. 0 trecho do ramal de Iigacao aereo compreendido entre 0 poste da Concessio­ naria na via publica e 0 primeiro suporte na propriedade particular nao podera exceder: Todo 0 material pertencente a Concessionaria, instalado na propriedade particular para service do consu. midor, ficara sob a guarda e responsabilidade deste ultimo. o consumidor sera responsavel pela conservacao dos selos oficiais colocados em canalizacoes, caixas de fusfveis, medidores etc., situados na propriedade particular, nao podendo neles tocar, nern opor-se a fiscaliza­ ~ao, sob pena de ser privado do fomecimento de energia eletrica. AConcessionana e reservado 0 c-: .:<. t primeiro suporte na propriedade par~ Fig. 11.1 Ramal de ligacao aereo ou subterraneo, (Extrafdo Com permissao do R.S.C. da Light.) 368 Instalacoes Eletricas Entrada de Energia Elctrica nos Predios em Baixa Tensao 369 Grampo "U" ou arrnacao com urn isolador tipo roldana Condutores instalados pela Concessionaria .----­ I I I I I I I I I I I Condutores instalados pela Concessionaria I I I , O' 10 C'i o I E scoi Desviardo terreno de terceiros (pass.pedestres)- 3,50 m I .~ ::;; Desviardo terrene de terceiros (pass. veiculos) - 4,50 m I I I I I I .s:::; Travessia do logradouro6,00 m I I I I I I (] E ; I ~ Fig.n.4 Uso de postes particulares, quando a altura minima nao e atendida. (Extrafdo com permissao do RS.C. da Light.) t I ~ Fig. 11.2 Bitola do ramal de ligacao .;; 120 mm". (Extraido com permissao do RS.C. da Light.) Ponlalele Condutores instalados pela Concessionaria Grampo nu~ au armal;aO com urnisolador tipo roldana "I I', ':1 E Condutores instalados pela Concessionaria a coi C ~ "' ~- a E } :is c .S ~ E co coi ~ ~. coi ::;; o ~ 1~ "ff ~ E a a coi C ~ u: , I I I I I I 0, I I ---.I + J~ Fig.n.s Bitola do ramal de ligacao .;; I X 120 mm', utilizando pontalete. (Extrafdo com permissao do R.S.C. da Light.) Fig. 11.3 Variacao do ramal de ligacao. (Extrafdo com permissao do RS.C. da Light.) - ;1'-;->' :',-~" • ~··"~1';;j"'~--:7~'· >{, ~;C':-~.. 370 --. "","-, ·!·{r,':.•CII.:~~~ "'~: ·"j.i;:r::':: _::: ;:;_>~ . - '. '.- _ .• Arrnacao vertical com isoladoresliporoldana I I I 1 Em instalacoes aereas, os condutores serao de cobre ou aluminio e deverao ter isolamento para 600 volts. Oscondutores de aluminio serao cabos e os de cobre serao fios ate a bitola de 16 rnnf e cabos para as bitolas superiores. Serao instalados pelo interessado a partir do primeiro suporte na propriedade particular. pela Concessioriaria Bitolas. Para 0 dimensionamento dos condutores, combinar a soma das demandas de iluminacao e resistencia dos diversos tipos de utili dade com 0 total de motores. 2.°) Demanda. Calcular a demanda de acordo com a Tabela 3.6. 3.°) Afastamentos. A distancia entre os condutores, ou entre 0 primeiro condutor e a parede ou poste, em linhas aereas, sera no minimo de 20 ern, Quando instal ados ao longo dos ediffcios, deverao ser dispos­ los de modo a ficar fora do alcance das pessoas que chegam as janelas. 0 condutor mais proximo de­ vera ficar a 1,00 m, no mfnirno, do parapeito de janelas, terraces etc, ).0) ~ I I I I I I Travessia do logradouro - 6,00 m I -, I E o LO M I I I I , L 371 a)Condutores Condutoresinstalados 1 ~-:.-::<,:·2~r..;·:~!,,,,~;,,:,,,~· Entrada de Energia Eletrica nos Predios em Baixa Tensao Instalacoes Eletricas I I I I I , - _1- - .,.~_.; --.J Oesviardo terreno de lerceiros (pass. pedeslres) - 3,50 m b) Ramal em eletroduto I Serao empregados condutores de cobre com isolamento para 600 volts, protegidos por eletrodutos rfgidos. Oscondutores serao fios ale a bitola de 10 mm' e cabos para bitolas superiores. Oesviardo terreno de lerceiros (pass. vefculos) - 4,50 m 1.0) Bitolas. Para 0 dimensionamento dos condutores, combinar a soma das demandas de iluminacao e resistencia dos diversos tipos de utilidades com 0 lolal de rnotores. 2.°) Demanda. Calcular a demanda de acordo com a Tabela 3.6. 3.°) Eletrodutos. Serao empregados eletrodutos rfgidos, de acordo com a Tabela 11.7, embutidos em lajes, paredes e estruturas, adrnitindo-se, entretanto, 0 usa externo sempre que for irnpraticavel embutir e desde que previamente submetido a Concessioniiria. .:;< ~ I I I ~ Fig. 11.6 Bitola do ramal de entrada es 120 mm", usando armacao vertical.(Extrafdocom permissao do R.S.c. da Light) a) Tipos - Pesados, de aco, sem costura, fend as ou amalgaduras ou de PVC rfgido. b) Curvas - Nao serao empregadas curvas com deflexao maior do que 90°. Em cada trecho da canaliza­ crao entre extremidade e caixa poderao ser empregadas, no maximo, Ires curvas de 90°. c) Buchas e arruelas - As extremidades dos eletrodutos serao providas de bucha e arruela e a extremida­ de exterior devera sobressair na respectiva parede em curva para baixo. d) Ligaciio a terra - 0 eletroduto sera ligado a terra por meio de condutor de cobre, conforrne a label a a seguir, fixada uma ponta no eletroduto, entre a bucha e a arruela, e a outra ponta no condutor neutro do ramal, alem das ligacoes a terra estabelecidas na NBR -5410. e) Comprimento maximo - A distancia entre extremidade e caixa ou entre caixas, em trechos retilfneos, tera no maximo 0 comprimento de 15 m. Nos trechos dotados de CUIVas, este espacamento sera reduzido de 3 m para cada curva. Nos trechos em que 0 ramal em eletroduto for obrigado a espacamento superior ao aqui exposto, devera ser aumentada a sua bitola de urn ponto na escala da bitola dos eletrodutos, para cada 6 m de excesso ou fracao. verlical com isoladores tiporoldana Arrnacao Condutoresinstalados pela cc Concesslonaria IT~ E E gE 8E z~ z~ Mo ~.S MO ~.s - ----- -, I I I I , , I : c)Ramal externo e interno subterraneo :l ESletipo de ligacao somente sera concedido a predios construfdos em zonas exclusivamente residenciais, ~ onde a area non edificandi seja protegida por muros, muretas etc. Tal ligacao devera ser modificada caso a ~ area non edificandi seja assimi lad a pelo passeio, nao cabendo a Concessionaria !DOdificayoes. 1 0 onus decorrente de tais I I o I -7­ .Fig. 11.7 Rede do mesmo lado da rna. (Extrafdocom permissaodo R.S.C- da Light.) ~ Tabela 11.1 Condutor de Terra Bitola dos Condutores do Ramal de Entrada (mm') Ate 16 inclusive De 16 a 35 Maiorque 35 S = bltola da fase Bitola Minima do Condulor de Terra (mm') 16 16 0,5 S 372 Instalacoes Eletricas Entrada de Energia Eictrica nos Predios em Baixa Tensao 1.°) Suporte do ramal. 0 suporte para 0 ramal externo aereo e interno subterraneo devera ficar, no minimo a 4,80 m do piso. ' 2.°) Arma(;oes. Serao empregadas de preferencia armacoes verticais, de acordo com os padroes da Conces. sionaria. 3.°) Isoladores. Serao de porcelana, de tipo apropriado, conforrne armacao empregada. 4.°) Pinos. Serao de ferro galvanizado. 5.°) Postes. Serao instalados na propriedade particular, no limite desta com a via publica, de acordo com a Tabela 11.6. 6.°) Condutores. 0 interessado instalara ate a caixa seccionadora, terminal ou de distribuicao, cabos apro­ priados a ten sao e a capacidade da carga de ligacao, desde que previamente aprovados pela Concess]. onaria e obedecidas suas instrucoes quanto a Iigacao, emendas e terminais. 7.°) Condutos. Sera empregado tuba de ferro galvanizado ate a altura de 3,00 mao longo do poste e mani­ Ihas ou dutos de barro vidrado de diametro nao Infeffor a 100 rnm, assentados em base de concreto, convenientemente vedados nas juntas, para as partes subterraneas, 8.°) Caixas de passdgem. Na base do poste enos pontos de mudanca de direcao das canalizacoes, serao usadas caixas de passagem de alvenaria ou concreto, com previsao para drenagem, com dimens6es minimas de 60 X 60 X 60 em para urn duto e 80 X 80 X 60 em para dois dutos, Estas caixas ficarao obrigatoriamente em locais de serventia comurn. Podera ser aceita uma curva em cada trecho de con­ dutos, desde que nao dificulte a enfiacao dos cabos, 373 11.2.1.3 Ramal Misto Somente sera concedido quando nao houver inconveniente por parte da Concessionfiria. 1.0) Elementos essenciais. Os elementos essenciais e norrnas para execu"ao sao os mesmos que para 0 ra­ mal subterraneo. 2.°) Condutores, Os condutores do ramal misto serao instalados pel a Concessionfiria ate 0 primeiro pon­ to de ligacao, isto e, ate a primeira caixa terminal, seccionadora, de distribui"ao, barra desligadora ou chave de faca, Para interliga"ao das demais caixas dentro do predio, cabera ao interessado a instalacgo dos condutores. Entretanto, a criterio da Concessionfiria-e sob a sua orientacao e fisca­ lizacao, 0 interessado podera executar tarnbem 0 trecho compreendido ate 0 primeiro ponto de li­ gacao, 11.2.2 Protecao Deverao ser colocados dispositivos de protecao contra sobrecarga em todos os condutores do ramal nao ligados a terra, os quais serao cornpatfveis com 0 nivel de curto-circuito disponfvel no ponto de instalacao (ver Tabela 11.18). a) Fusfveis 11.2.1.2 Ramal Subterraneo o ramal subterraneo de liga"ao sera instalado pel a Concessionaria ate 0 primeiro ponto de ligacao, isto e, ate a primeira caixa terminal, seccionadora, de distribuicao, barra desligadora ou chave de faca. Para interligacao das demais caixas dentro do predio, cabera ao interessado a instalacao dos condutores, a) Condutos o primeiro trecho de condutos, a ser conectado as canalizacoes da Concessionaria, sera em dutos de barro vidrado de 115 mm (4 1/2") de diametro interno ou PVC de 127 mm (5"), assentados em base de concreto, convenientemente vedados nas juntas e dispostos em aclive a partir do limite da propriedade particular coma via publica, ate a primeira caixa terminal, seccionadora, de distribuicao, barra desligadora ou chave de faca, Na parte interna do predio, a partir do primeiro ponto de Iigacao, poderao ser usadas manilhas ou dutos de barro vidrado, de diarnetro nao inferior a 100 mm (4"). 1.°) Trajeto. Os condutos deverao passar sob dependencias de serventia comurn, Quando isto nao for pos­ sivel, deverao ser previstos urn ou mais condutos de reserva. 2.°) Embuchamento, Os condutos, ao penetrarem no comprimento do subsolo de urn predio, deverao ser interrompidos e embuchados do lado interno, de modo a evitar a penetracao de agua e de pequenos animais pelos mesmos. _ 3.°) Caixas de passagem. Nos pontos de mudanca de direcao das canalizacoes, serao usadas caixas de pas­ sagem de alvenaria ou concreto, com previsao para drenagem, com dimensoes mfnimas de 60 X 60 X 60 em, para urn duto, e de 80 X 80 X 60 em, para dois dutos, Estas caixas ficarao obrigatoriarnente e~ locais de serventia comum. Podera ser aceita uma curva em cada trecho de condutos, desde que nao dificulte a enfiacao dos cab os, 4.°) Canaletas e prateleiras. Serao permitidas somente em locais de serventia comum ou privativos ~e equipamentos de protecao e distribuicao de energia nao medida, quando nao for possivel a constrU~ao de linhas de dutos ou manilhas. 1.0) Na caixa terminal, para cargas acima de 100 A ou para qualquer carga, quando se tratar de medidor para suprir exclusivamente forca motriz. 2.°) Na caixa seccionadora, para qualquer carga, 3.°) Na caixa de distribuicao, quando nao existir caixa seccionadora e urn mesmo condutor-fase servir a mais de urn consumidor. 4.°) Na chave geral do medidor, b)Disjuntores Quando 0 vulto da carga ultrapassar a capacidade de dois fusiveis de 600 A em paralelo, a protecao do ramal sera feita por disjuntor automatico, que devera atender aos seguintes requisitos: 1.0) Ter capacidade de ruptura de 38 MVA (100 leA) no minimo. 2.°) Possuir dispositivo para protecao e operacao instantaneas. 3.0) Possuir mecanismo adequado para desligamento e religa"ao manuais. 4.°) Possuir dispositivo para desligamento a distancia, 5.°) Ter capacidade para a carga de forca motriz instalada, inclusive previsoes, mais 0 total da carga de­ mandada de ilurninacao e resistencias, 6.°) Permitir regulagem ate 150% da sua capacidade nominal, para sobrecarga instantanea, " ' 7.°) Ser instalado em compartimento fechado, por meio de porta com dispositivo para selagem, no 1.0pa­ vimento ou 1.° subsolo, 8.°) Possuir, nos terminais de entrada, dispositivo para desenergiza-lo, de modo a facilitar as opera"oes de manutencgo e conservacao. Este dispositivo sera de chave de faca sem fusfveis, podendo, no entamo, ate 2 000 A, ser ernpregada barra desligadora. b) Condutores o interessado instalara, entre as caixas seccionadoras e de distribuicao, cabos apropriados a tensac ~ aca: pacidade da carga de ligacao, desde que previamente aprovados pela Concessionaria e obedecidas suas InstrU "oes quanto a instalacao, emendas e terminais, .. ~~~ : ";.,:;"::; . . -. "~~'-:7:~-;- '~~~::l~_~! t~·~·:··;; '-."~';.c .. - :-! ~.~~~'·';;L·L~· r,·:~ ~" 374 375 Entrada de Energia Eletrica nos Predios em Baixa Tensao Instalacocs Eletricas 11.2.3 Dimensionamento das Entradas Individuais Monofasicas e Bifasicas (2 ou 3 Fios), Residenciais Tabela 11.3 Dimensionamento das Entradas Individuais Trifasicas - 220/127 V ~" Potencia do maior motor ev Demanda da instalacao kVA Tabela 11.2 Dimensionamento das Entradas Individuais Monofisicas e Bifasicas I Ate 10 Ate 13,2 De 13,2 a 23,2 De23,2 a 33,0 De 33,0 a 41,0 De41 a 49,4 De49,4 a 57,8 De 57,8 a 66,1 De66,1 a 74,S De 74,5 a 82,5 De 82,S a 98,8 De 98,8 a us.s De 115,5 a 132,2 De 115,2 a 165,3 De 165,3 a 198,4 De 198,4 a 231,4 De231,4 a 264,5 Motores Carga (ev) Fomeeimento Instalada (kW) Aparelhos Raios X (kVA-lN) 1,3 (c/>N) 1,5 (c/>N) 30 6 3,0 (c/>c/» 3,6 (c/>c/» 3,7 (c/>c/» 40 10 30 6 2,0 2,2 2,6 40 10 2,0 Ate 8,8 Ates,7 ---- 1,5 Ate 7,6 3801220 V I De 7,6 a 11,4 2,0 (c/>N) 2,2 (c/>N) 2,6 (c/>N) 30 6 5,2 (c/>c/» 6,2 (c/>c/» 6,4 (c/>c/» 40 10 Ate 3,0 ern duto tor PVC-70 Bases fusfveis A mm' A 0 0 0 30 6 0 0 0 40 10 0 0 0 30 6 0 0 0 40 10 2 I 3 30 40 4 (l X 6) 2 3 5 7,5 5 7,5 7,5 10 20 25 30 40 70 100 125 150 175 200 225 250 300 350 400 500 600 700 800 1,5 3,7 7,5 Elos fusfveis A - o x ro; 4 (l X 25) 4(IX35) 4 (l X 50) 4 (l X 70) 4 (1 X 95) 4(lx95) 4(l X 120) 4 (1 X 120) 8 (l X 70) 8 (l X 95) 8 (l X 95) ~o 400 300 600 400 500 500 600 2 X 400 I 2 X 400 2 X 600 2 X 500 2 X 600 Ref.: Manual R.S.C. daLight. 4Maquina de solda ~ reslstencia ou aparelho de raios X. 3,0 De 7,6 a 15,2 1 Condutor Disjun­ Monof.1 Bifas. ITrifas.\ Monof.1Bifas.1Trifas. Limite da Potencia Instalada em Maq. Solda a Areo ou Galvaniz. (kVA-l~, .:1: Caixa secciona­ dora DPG Caixa de distribuicao DAG2 k Idem 2 D4G ,J Idem 3 OR 385 =demandado ramalde entrada; OS = demandade service: OPG = demandada protecao geral; OAG = demandados grupamentos de medidores. .~ 0 = 50,62 + 27,51 = 78,13 kV A. ramal de entrada Sera: ~ '-'..f"_~).!'''~:;' ':';~~'_';'~"'" ,' . . 386 - . .: ;.~~-< :~:: . :~~.~ :.. Entrada de Energia Elcrrica nos Predios em Baixa Tensao Instalacoes Eletricas Tabela 11.5 Intensidade da Corrente em A, em Funcao da Potencia em kW 1000 X kW ParaCT -A = 1,733 V X cos lj> Para CC _ A ~ 1 000 X kW V o '0 ~ ~ ~g I o. M ~8- ..g I °,..: ,..: '" "'" .... • t: t:. ...l~ 0'" '0o Corrente Trifasica Corrente Continua 220 V 125 V Potencia (kW) 110 V 0,1 0,909 220 V 0,455 MOV 0,2'P cos 1,0 0,462 380 V 0,8 cos Ip = 1,0 _ . O,L cos 1,0 0,578 0,263 0,152 Ip- 0,328 Ip 1 g 500 V = 0,8 cos

·~~8~c < ­ X 00 M ~ VI I Q ~~ ~~ '" M VI VI VI VI V V V V 0. q ..,., ~ ~~gi '" . ;;:; II) - 0 'C ~ u; a:I .=: iis ~.g~~:g :§ ;]*~~= C'; '" § .~ ~ ~ g. ~ ~ ~.~.e.g 2f ~ I ~ & ~~e~~'g~.g s ~ Q Q Q Q N <':lV,o Q) R{l"O o. ~ ~ ~ g ~ E~ § .~ ;~~ ~~; ~ ~ :~~ ~~~;] '" "'l N ._""0 <'J -' N ,..; ~ .~~~ ~ V') "., I X ... ~2;~~ ~ -gN),I) !-< &-e-U3 a EO () . - .... <':l «I ~V'}::IE .... . ~ ~; ~~ ~i .i·~ u. u::lo ~ ~ ~ ~] ....... is: ~ o ".; g~ ~ g~ CllE £ ,..j °~ 8 ~ N g '" ~l~~; ell o S ~ '" .~.s~ k l --­ g.g ~~~ :; E"O .~ iii: ~ ~ ~ s 0'" '00 ,,'0 '0 ~ §'" It M 5 u r:: lU 8 10,1 10,8 11,5 12,3 13,0 13,7 a: M 0'" B ,::"., 0 ".; '00 '~" 00 ~ 1J lU .• -ii" ~ I °".; §: ~ ~ P-. ° '0 § -"g M I ...l~ lU s M ~g o H .., .~ -- 8,09 8,67 9,25 9,83 10,4 11,0 .'" '" ::;: s ] 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 ~'" ~ ~ 0'" -c 0 ~ J1 0,144 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 ~:g 0 ~ ~ ~ -i ,I : ,'~ '-.J , - L. ,, ,-roT"'~ ,, -------j : :: : . ­ - . -1[._==.­____ =_-.: Jr fSi­ , , ,, ~ . rr , . ~~ ~. ,, , I I I I I . 0 0 " ~ ~ I, _. ­ ---.­ - - - ­ :-- r-' : /"'0. ···ell : '-0/ ~il __ J ~ f; , I ! I I ..0 >50 r­ I I I I I ,, , ,, , I :­ I ,iii I ,, , 1 .~ ') ('S.lSO _eM) --- -­ -J. '=' POR .;1" ~ TlUFO \1.,, . , , -~ ' - . j~ : SIHTENAX ~ I ~,o 4 .~ ~ I , ,, , " I , 71'0 - ,I I I , , ,,, -e - - - .. _ - - - -~ ---­ 4A 0 B A I X A Fig. 12.1 Arranja em planta. ... m.. ~ I I ,I ~~~lilfilililll~~i~l~lllllr~~1 I I I I : ~ I / I r I I I: I I , I I I I I I I I I ,, ,, - -, o o , I If. - ,, , / I I I I -: ,.. .' ~ '. '~"~" "" ';", . .."..- 7 Fig. 12.2 Corte AA. ~ 1":. ~ Pi [/ • i I I / I I , I I I I I I ~ tl'i ", I I I ® , ., J I 4m PLANTA A ,, r - - ­ I , ,,, ,, , ,,, I I I ,, Z 000 '1'0 : I / ,,, , :, ,, ~ .~ -_. ­ - - - - - - - - ­ 0 .... ____ .J___ .. _______~ ~_~ ________ J__ .. ____J.?-'. _.. ______ .___ -____ --_ ----_.... --.. - I .. _--j -.~.: f;I' TITT , ---­ :.=.- ~ ,"][:]a:'~, :V 'v{ ," lIZ'O .. CMlN) -­ - - ­ - 1L.=:.= I I I I I I I ,, , I I I I~ I I 0: I t '=' : ---~ I I I =- ,, "Q­ Tnl ~ :' '-0/ ~_._---_.,_ f------,-----j =--. :------- jl'­ , ''~ , L>" ,]; [J ~ ~ " ,l); - -1i_ ' r»; I 1]00 "0 <:» I I I r--. I I I I I I -----_._-_ . ~ r-cu:, 0 0 I r ~----------1 -- - - - - ­ '" ." ., ..": ,. .. ",'.-.: . ' •. , ~'''0~- I I I -"i J 400 Projeto de uma Subestacao Abaixadora do Tipo Abrigada Instalacoes Eletricas 401 Entrada subterranea p _ ,. • . ~ ~ . ': ... A . ,J>" I 2 ~ .,6 0;;,' .Il ~ ,t.. ... 4 ... .,. I", , , A. )' :.~ ~:.' + a o o . Para-raios Chave faca I Disjunlor 9 Bucha de passagem 0- 1-11 f---- ---­ o o o 00 I I I I I I I I --------.y o o o ::r,'~~~ , y; o o -~ N I (----{> Transformador de potencial Transfonnador de corrente -II f-------- @ L T - I T DO ~ •..".• •of, . . . . . ..;.:.-": •• ·:r...'.,,t· lIf"r... y. ;-....:l.~-.~,,;: :; Chave faca VVVV\ Transformador de torca Fig. 12.3 Corte cc. T Fig. 12.4 Diagrama unifilar. 12.7 CALCULO DA CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO PRESUMivEL DE SUBESTAc;OES ABRIGADAS 12.7.1 Generalidades Ao se especificar urn equipamento eletrico, ha necessidade de se conhecerem: - tensao nominal da rede; corrente nominal; corrente de curto-circuito; frequencia nominal; - regime de operacao (continuo, intennitente, curta duracao); tipo da instalacao (ar livre. abrigado, boa ou rna ventilacao); presenca de agentes qufmicos agressivos no ar (gases acidos, proximidade do mar, poluicao agressiva etc.); eventuais esforcos mecanicos, , Algumas destas informacoes devem ser conhecidas no infcio de qualquer projeto (tensao nominal, fator de ~ palencia, frequencia, regime de operacao etc.). Outras sao obtidas por intermedio de calculos como, por exemplo, aCorrente nominal, a corrente de curto-circuito e seus efeitos termico e dinamico, ~..-.:; ~1 ~; I. " :-.--:---:-:;.­ _..:-'.: . :'~-.'.' ··"-::~~..;)';;~~~·lr:·.c·.'"~:·';~"' ·.';:d"',, " .....­ 402 4031 Projeto de urna Subcstacao Abaixadora do Tipo Abrigada Instalacocs Eletricas ~ , . . T, "'.'''' 7 V .. < ..s" \4" F· " ! .. T A T d . .. ,. . ,. ' A ? T :~ i I 14 17 'V '"A 10 .­ - ;j 19 ~ ;J==l A,, A A 200/300 f(§ 0 . 0 .500 ~r----+---~ JiIlllii7iJ __1 ~ /", (j) ~ @ 20 @ 12 .. , " I: ~ ~_ ...'I': "II ,I t ~-------l-~l~~====~fi~=~~~~~- ~~:~:J_~~~~=~=!~----n II II I I I I II 11 I I II II II II I I I r I I I I \ l II II II II \I II '( 1 ' II It II II II II I I I I I I I I I I I I II II II 1\ II II II I ' 11 !.. '-""'.= lJslageD'l QU:lIIL N,' var, 12 POJ[C de concreto cimllar ''Qr,v;lIl'', tipo 11I400,COlD ck.scidadctC.fI1l10m 13 Cabeiaplll'lloposte; dttotJQ'C1ollemporca 14 CnlZCUI de madeiracom2 000 DlIQ , COnel:tor lipo Blttildypara fio n,"4 AWG 2Jl 3 bolador pWczta!.d~ pcrcelana till vidro remperado classe IS kVA 09 4 . Barn. de ferro ehac s SecdonadOnl uipolu M·24S·9 1 Fio de cobre rrcozidon."4 AWG ou 0\1 v~ll.lhao TnlIl:d"onnador ITUIIl:a 'rrarc 225Ir::VA 7 CanalcLB a ser CllnSlnlidlno ptse 200 X 150 Di.sjuntorde pequeno volume de 61eo - 3 AC ­ ro " S116~ canton.eir:B: chumbada na plllede 8 , de BRAf800 -12,SflSMN 'u, ., 03 - ,S Mio fl1lllCCSA plllllllipo 1-Q-8 I. Paratus(> frances 4116 a 140 17 18 Anteparorlgidoe incombustIvei de chapa metilica 'U. Janda de ilwninar;JoCQrn tela de aramc galvaniudo de ~ J3 mm nombimo m, Tela deprWflo de IUarTle galvarlizado de malha 13 mm00 mhimG 'U. lsoladclrde $UspensIopan. 13,2.tV Chaye Myel com cartuchoscm clo (opc:r.l.YcJ Loadbuslu) d~I5tV cr " Mulla plR ItIODtagem em cruutacl~ IS kV para cabo n.O2AWG 2Jl ElcttodulGmeUlieo ~15 mm 21 CabosilllcnaltcIasae IS kV n."2 12 Barnracotode 'em. , ~ ~ j ~~ w u y 1200 a c c r- "." tt--------*­ I ~ - ol: ;--:-:- I> 4l '" ~ 1>" "Oft ~ to .q ~ ~ A"!'" ~ ., ~ " ~" :, ~ ...... J,; :,~ 'f ,,: I> • T 4 '4' ' t? 12.7.2 Efeitos Dinamicos das Correntes de Curto-Circuito Fig. 12.5 Poste de entrada. N" 0 Fig. 12.6 Corte BB. \J I I' 1m- ~J l :\;~~ ---­ It H ,) 1 0 0 0 ~ " ~r 0 ., ""~, 01 Dois condutores eletricos instalados paralelamente sofrern os efeitos dinamicos das correntes de curto-cir­ CUilo, seja por repulsao entre ambos (no caso de as correntes serern opostas), seja por atracao (correntes no mesrno sentido). Estes efeitos, em urn projeto bern-elaborado, precisarn ser conhecidos, para que se possa prever a resistencia mecanica suficiente dos componentes da instalacao, A seguinte formula fomece a forca atuante entre dois condutores paralelos (por exemplo, barramentos): "'­ 08 F = 0,24 I, X 12 d " "'­ 03 '" "'''''''­ .,.. ~ nUde: F II e I, d forca em kgflrn; corrente dos dois condutores em leA; distftncia entre os dois eondutores em em. i-? 404 Projeto de uma Subestacao Abaixadora do Tipo Abrigada Instalacoes Eletricas Cabo cobre nu n' 2 AWG / / -- 0--- __ 1 __ ------ -0--- ----- -------0 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I - f:llJ,,1-f. I I I I I -, erell/ana -, <, -, Paste da concessionaria N.' 369/29 - 1 0 0 0 I I I Ver Oetalhe -, GO " b-------- ------ -~------ ------ -6 I '­ ,, ~"'''' \ \ \ -, \ \ \ I P",dio Aterramento Patio de Oescarga .. Ii" ,_ D ". t, 0" e • " .. t co '-, .~. ~. .".....•,: - -.: :"'l'. ..•. - "jI .,lr: ~ +- ... A _ 0 '0' ~ .. ~~ A : \;'/ ....,::. ...~;, ~~,,:; .r c; -+ .r': .. ~~··,:lI .: ·. : Legenda: ·J 1 - Protecao (disjunlor de entrada) 2 - Cubiculo de medil'ao 3 - Cubiculo do Iransformador 1 4 - Cubiculo do transtorrnador 2 5 - Quadro geral de distribui,ao (OGO) Corte AA Detalhe Fig. 12.7 Malha de alerramentoda subestacao, Fig. 12.8 Plantade situacao. 12.7.3 Efeitos Termicos das Correntes de Curto-Circuito E fato conhecido que as perdas por efeito Joule, ou seja, RP, traduzem 0 efeito termico da corrente eletrica e, no caso de urn curto-circuito, embora de curta duracao, trazem consequencias desastrosas, pois uma corren­ te nominal e multiplicada no minimo por 10, no caso de urn curto. - d o valor da corrente de curto-circuito, considerado nos calculos, e 0 valor medic 1m , que traduz 0 efelto os componentes continuo e alternado da corrente de curto-circuito I k- Assim, temos: p onde: 1m m n 1m = I, ~(m + n)t I valor medio da corrente de CC; parcela devida ao componente continuo das correntes de CC; parcela devida ao componente alternado das correntes de CC; tempo total de desligamento. -',"F·,C."· '.,'.' ," 405 ~ • ,.~_. _'-:;;·',""i -:-:.~YFi:i~~' '_"~ :' .. ':o::>_:'-":.•~:, r:.:. ->.-~ -:~-i~:)~!('-:"" ~ 406 Instalacocs Eletricas Projeto de urna Subesracso Abaixadora do Tipo Abrigada 12.7.4 Nocoes de Prorecao de urn Sistema Eletrico Vamos examinar alguns casos do comportamento da corrente de curto-circuito em relacao a tensao, Na Fig. 12.l0(a), temos 0 caso de uma instalacao em que, antes do curto-circuito, 0 fator de potencia er unitario e 0 curto ocorre no instante de pico da tensao. Desse modo a Corrente sera simetrica em relacao a eixo do tempo e corneca do zero. Na Fig. 12.l0(b), temos 0 caso de 0 curto ocorrer no ponto zero da tensao; ai a Corrente tera a maxim assirnetria. Como vimos, os efeitos de urn curto-circuito em uma instalacao dependem da intensidade e duracao da corrente. Quando a potencia instalada e grande, por exemplo, varies transform adores em paralelo, deve-se tomar cuidado especial com os equipamentos do lado de baixa tensao, cujas capacidades de resistencia aos efeitos do curto devem ser conhecidas pelo projetista. o estudo de urn sistema eletrico deve prever 0 zoneamento dos efeitos de urn curto, por meio de intertravamentos, usando-se disjuntores de acoplamento ou pela formacao de redes parciais, distribuindo-se a carga por transformadores isolados. A coordenacao da protecao, ou seja, a atuacao dos elementos de protecao (fusfvel ou disjuntor) em funcao do tempo, deve pennitir 0 seccionamento dos locais provaveis de curto, antes que a protecao geral atue, para limitar os efeitos do curto. Isto poderia paralisar toda a instalacao. Na Fig. 12.IO(c), temos urn caso real em que 0 curto se da num instante em que a tensao nao e nem zer nem urn maximo; ai a assimetria tambern sera media. Nos casos reais, em que a resistencia do circuito nao e desprezfvel em relacao it reatancia, a maxima assi metria e obtida quando 0 curto ocorre no momento em que 0 angulo 4>, medido a partir do ponto em que, tensao e nula, e igual a: 12.7.5 Corrente Simetrica e Assimetrica 4> = 90 + A simetria de uma corrente pode ser avaliada pela equidistancia da envolvente dos picos em relacao ao eixo dos tempos. Na Fig. 12.9 temos os seguintes casos: corrente simetrica; b-e e d - correntes assimetricas, a- Normalmente uma corrente de curto-circuito inicia-se com maxima assimetria tomando-se, gradualmente, simetrica (Fig. 12.9(d». Em quase todos os sistemas eletricos, a tensao e senoidal, e a corrente resultante, que e funcao da irnpedan­ cia, e tambem senoidal. No caso de curto-circuito, a resistencia e desprezfvel em relacao it reatancia, por isso a corrente de curto fica atrasada de 90° em relacao a tensao (Fig. 12.9(e». onde rp = tg- I ip !. (Fig. 12.l0(d». R Na Fig. 12.11(a) vemos uma corrente de CC assimetrica, com seus componentes de CC e de CA, com c curto comecando em zero, e na Fig. 12.11(b) 0 curto comecando entre 0 zero e 0 pico da tensao gerada. a componente de CC decresce de valor proporcional it relacao X/R entre a reatancia e a resistencia do circuito. Nosgeradores, a relacao X/R pode chegar a 70 e, nos circuitos afastados do gerador, tera valores pequenos, 0 quesignifica que 0 decrescimo do componente contfnuo sera mais len to que nos geradores. Casos extremos: R = 0, ou seja, !. = coR 0 R = co, ou seja, !. -;, 0 - decrescimo instantaneo. R componente continuo e manti do indefinidamente. (b) (a) I I \ i ---1- _ jJ ...J ­ .. : - -- rr , 1 r-: --1-­ \L.__ JJ \ , v. __ (a) (b) (c) (d) 'tenesc " \ 90" ,1~ Ii I:: 1;[ 'I:: ;1 Ill' (e) Fig. 12.9 Simetriade correntes de curto-circuito. I \! \ I - _\.1­ __ ~~!... .. Tensao ccrreme d 40 \ \ Tensao / \.",­ o curto-circuito deveocorrer (~ aqui para produzir0 deslocamenlomaximo Fig. 12.10 Cornportamento das correntesde curto-circuito em relacao a tensao, 408 Instalacoes Eletricas Projeto de urna Subestacao Abaixadora do Tipo Abrigada 409 Corrente Entrada da concessionaria em atta tensao Componente CC /1' \, \' \ ante ::urto "J " '. : I ,,' \, '..' Componente CA Tempo (a) Chave seccionadora com fusivel (b) ~,O 1\ I,B R- ResistEmcia 6hmica X- Heatancia indutiva \ z- lrnpedancla total T, = ~R2 + Xl Tralos de 225 kVA \ ,6 b,. -, ,4 'f-tI+ Fig. 12.11 Relacoes de assimetria das correntesde cur­ -, to-circuito. "'r--.. ,2 1'----1--. 1,0 o 0,2 0,4 0,6 O,B 1,0 1,2 !i X (c) Fig. 12.12 Diagramaunifilar da subestacao. Como equase impossivel se saber 0 instante em que se dara 0 curto-circuito, foram desenvolvidos metodos simplificados por onde se pode deterrninar a fator de assimetria, partindo-se da relacao X/R (ver Fig. 12.ll(c». z, = impedancia-base em ohms; Z% = impedancia percentual do transforrnador; Vn = tensao secundaria do transfonnador; potencia aparente do transfonnador; N I" corrente nominal do transfonnador; corrente trifasica de curto-circuito (eficaz). Ik, 12.7.6 Exemplo de C:ilculo das Correntes de Curto-Circuito Vamos nos fixar na subestacao apresentada como exemplo. Por simplificacao, vamos fazer novo diagrama unifilar, considerando os equipamentos que vao nos interessar para 0 calculo; calcularemos os curtos-circui­ tos nos pontos, A e B da Fig. 12.12. Dados: Potencia dos transfonnadores: 2 X 225 kV A Tensao primaria: 13,8 kV Tensao secundaria: 220/127 volts Impedancia percentual do trafo: 5 % Resistencia percentual do trafo: 1% Conexao dos trafos: MY Nfvel de curto-circuito da concessionaria: 250 MV A a) Metodo simplificado de calculo da corrente de curto-circuito Vamos considerar apenas as impedancias dos transfonnadores e desprezar a resistencia percentual do tranS­ formador, ou seja, Z = X. Chamemosde Z = impedancia do transfonnador em ohms; Temos: Vn .•if z, = ..J3 In N = e Z% =~ z, X 100 N -J3 u.t, 1= ..J3v n Z= Z% X Z. 100 OU IZ = Z% V2 N XnlOO Sabemos que a corrente de curto-circuito e: lie, Vn ..J3 X Z -. \", . r: ~'., ;"hr;,.SJ~.'·, '; ,. 410 . .,•.~!:':.,l;;~.;;~'.'" ..~:,:~~.~.~:: .'> ';~;..• r.:.., .' ~ " . Instalacoes Eletricas Projeto de uma Subestacao Abaixadora do Tipo Abrigada Substituindo Z pelo valor acima, temos: No exemplo em foco: ~x Ik, Z% 2 = X = -1,1 X 13,8 = 0837 mil Z 100 250XI0 3 ' R Ou seja, para se conhecer a corrente de curto-circuito basta conhecer a corrente nominal e a impedancia percentual. No exemplo em foco, temos: In = X = 0,25 .'. R = 0,209 mil 2) Transfonnadores: Z 3 225 X 10 X 220 .J3 = 590,4 A 590,4 X 100 5 = 11,8 kA Para se saber a corrente dinamica de curto-circuito no ponto A, precisariamos conhecer a relacao RlX. A titulo de exemplo, vamos considerar conhecida a relacao R/X = 0,1,0 que da 0 fator de assimetria de 1,75 (ver Fig. 12.ll(c)). Entao, a corrente maxima dinilmica no ponto A sera: I SA = 1,75 X -J2 X 11,8 = 29,11 220 2 225 X 100 -- =5 X U2 -- R = R% . X = -JZ2 - R2 = n A = = R = E..:...!... 103· An !.. R = X= n = Ntimero de barramentos por fase: 2 d = Largura do barramento = 5 mm h = Altura do barramento = 50 mm R=O 0 -JR2 + X2; 0,396 X 5 2 = 10,53 mil ilmm 2 - - (tabela) m x=x"·[ d tensao de entrada em kV; capacidade de ruptura exigida pela Concessionaria em MY A. R = 0,017778 X 5 X 1()3 250 X 2 x = 0,370 mil = 0,990 mil ~, p -l R= - - 1()3 Aon onde: "Referencia: InformativoTecnico, Volume I, da Siemens. 2,152 = 0,017778 0,017778 X 5 X 1()3 120 X 2 1) Entrada: U Nee - ' x' = 0,396 mil/m para rede aerea 4) Barramentos: 2 = 2 15 mil x' = 0,096 mil/m para cabos n Formulas: Z -J1O,752 p ' X=x' Neste metodo precisamos conhecer as impedancias da linha de entrada, dos transforrnadores, cabos e barramentos, por isso os valores finais devem ser inferiores aos apresentados no metodo simplificado. 1,1 U Nee 10 3 2202 225 X 100 kA b) Metodo detalhado de calculo da corrente de curto-circuito" =X= X Numero de condutores por fase: 2 Secao transversal: 120 mm" tipo EPR Comprimento: 5 m corrente nominal 630 A; rele termico "a" - faixa 350 - 630 A; rele magnetico "n" - faixa 1 800 -3 600 A; capacidade de ruptura - 40 kA. Z =I N·100 = 10'75 mil 3) Cabos: Entao, os disjuntores de baixa tensao deveriam ter esta capacidade de ruptura alern de atender a corrente nominal. Os disjuntores 3WE22, da Siemens, podem ser usados, pois tern as caracterfsticas: - U2 N 100 0 0 A corrente de curto-circuito trifasico, simetrico, eficaz em A sera: Ik, = = z% A = d X h = 250 mm' x" = 0,144 mft/m = 0,177 mil = 0,144 X 5 = 0,72 mil 411 412 Instalacoes Eletricas Projeto de urna Subestacao Abaixadora do Tipo Abrigada Cdlculo da corrente de curto-circuito trifdsica no ponto A: Z M- Zb'dA Zb,A = 2,697 Corrente de curto-circuito trifasica, assimetrica, valor de crista: + Zb,A + j 12,24 = 2,52 + j 11,52 o fator de assimetria X e dado pela relacao entre a resistencia e a reatancia da impedancia total Z,. = 12,5177,5° = = X' .J2 I kA I SA Zb'dA' Zb,A ZocdA 413 R _ 1,529 = 0,22 X- 11,7/77,6° 6,68 Entrando com este valor na Fig. 12.11(c), temos: ZbA _ 12,5~'11,7~ - 145~ = 6,0 177,4° = 1,32 + j 5,85 5,217 + j 23,76 = 1,53 I SA 23,13177, 7° X .J2 X 18,54 1-77,1° = 40,10 1-77,1° kA Se quisermos saber a corrente de curto que passa em cada urn dos braces da Fig. 12.13, temos: Impeddncia total (Fig. 12.13): Z, = 0,209 + j 0,837 + 1,32 + j 5,85 = 1,529 + j 6,68 = 6,85 177,1° mf] Tensiio entre a e b Vub = Zab' I kA = 0,86 175,9°. 18,54 1-77,1° = 15,94 /-1,2° = 15,93 - j 0,33 A corrente de curto trifasica e simetrica sera: Tensiio entre b e A IkA = 220~ -.J3. Z, _ 127~ - 6,85/77,1° = 18,54 \-77,1° kA VM = VaA - Vab = 127 + jO = 111,07 + jO,33 = 111,07 - 15,93 + jO,33 1-0,17° Corrente I kA" trifdsica, simetrica: I _ VM kA, - 111,07 ~ 11,79177,60 ZM = ZM = 2,52 + j = 9,42 1-77,77° kA .".. a Entrada v.. =~ lQ: I... ... -~t ~'--- 1 1 1 1 1 :,; I I I I ?-~ ----------~!-~~ R + 110,53 Cabos I 1 I 1 Z", = 0,370 + J 0,99 I -t.­ ",.". AX 177,6° ',I X Transformadores ~'::: ~1~,~7_1=0.:.1~· _LC I I I I I = 11,79 Para se ter a corrente assimetrica, temos: ~I b Z"" = 2,15 -,I 11,52 .2;, = 0,209 + /0,837 = 0,86 ~ 2,52 = 0,21 11,52 = Entrando na Fig. 12.11(c), achamos X = 1,55 I SA, = 1,55 X .J2 X 9,42 177,7° = 20,64 177,7° kA Corrente I kA" trifdsica, simetrica: ---------------r-d Barramentos = l-j,A I kA, ZbaA z... = 0,177 + 10,72 ZOCA = 2,697 + j 12,24 = 12,46 177,5° B 1M, Fig. 12.13 Diagrama em bIDeD da Fig. 12.12. 111,07 ~ 12,46177,5° = 8,91 . 1-77,6° kA ~ ·~n:,.p~, O~:~,~' -~:.::; ~ ~ --"'. ~"':·''''':~.:"o.,:,." 414 Instalacoes Eletricas Projeto de urna Subesracao Abaixadota d~ _Tipo Abrigada Para se ter a corrente assimetrica, temos: R 2,697 = 0,22 12,24 X a t Entrando na Fig. 12.11(c), achamos X = 1,53 I sA, = 1,53 X .fi V.8 'D. F3~ 1'8 -j L/'8~----------_!.. Analise dos resultados encontrados Transfonnador z"" = 2,15 + jl0,53 Pelo metoda simplificado, achamos a corrente de curto-circuito assimetrica no ponto A: e ~ I SA = 29,11 leA c I Cabos J J Pelo metoda detalhado, achamos: z"" = 0,37 + j 0,99 J J I I SA, = 20,64 177,7° leA J I A -r:-- ----- - - --- __ d J I I SA, = 19,27 1-77,6° leA do, ~ 1")1 b 8,91 1-77,6° = 19,27 1-77,6° leA X z.o = 0,209 + jO,837 = 0,86 = 220 ZA8 = 0,035 + jO,l44 Barramentos z"" = 0,142 + jO,576 I I I I Como era de se esperar, no metoda detalhado os valores encontrados sao inferiores aos do rnetodosimplifica­ 0 que poderia dar margem a especificar disjuntores com menor capacidade de ruptura; traria economia. '" B Cdlculo da corrente de curto-circuito trifdsica no ponto B: Fig. 12.14 Diagrarna em bloeo da Fig. 12.12. Agora a impedancia equivalente paralela seria calculada de forma diferente (ver Fig. 12.14), ou seja: Corrente de curto-circuito assimetrica, valor de crista: Z ZbcdS • Zt> x H, B curto-circuito em B: 20,06 1-76,85° kA ~ X, Neutro lc As correntes que passam pelo transforrnador T2 sao: curto-circuito emA: 19,27 1-77,6° kA curto-circuito em B: 19,20 1-76,75° kA X, Assirn, pode-se escolher disjuntores ou fusiveis, com capacidade de ruptura de 21 kA que satisfazem. Pelo metoda simplificado, a capacidade de ruptura minima seria de 30 kA. As correntes de curto-circuito simetricas que passam pelo disjuntor de entrada sao: A ~ fA I I I 8_1_ curto-circuito em A: 18,54 \-77,1° kA C I fe curto-circuito em B: 18,67 1-77,)" kA I Entao a capacidade de ruptura do disjuntor de entrada deve ser no minima de 19 kA e deste modo pode ser especificado 0 disjuntor 3AC - BRA/800 - 20/15 HN de 15 kV da Siemens. Ie 00.. • X, Ii Xo H, -- X, I 1 , i I = 1000A _-_-_-_-_-.:.z:.z: __ .J Fig. 12.15 Exemplos de como silo distribufdas as correntes de curto no primario do transforrnador, .... -~-:;-; ', .. ". ... "'···;';~C:~~W!\.~·~,:,_... !":;·-· ;'_~:'~>:'>" ~~'-"~: " 418 .' <, ..~~,_\~_ c ., ', .:.' .":,~ \' " ..; Instalacoes EJetricas Soluctio: A corrente de curto-circuito no secundario flui somente por urn enrolamento no secundario, saindo por X, e retomando ao ponto central, Xo, atraves da terra. Este enrolamento e suprido no prirnario pelo enrol amen to Hz- H" ou seja: 1= E, x~= p s, -J3 220 13 800 X 1 000 = 9 2 A -J3 ' Como no primario s6 participam no curto as linhas A e C, temos: Exemplo de umProjeto de Instalacao d urn Edificio Residencia 9,2A IA 18 o Ie 9,2A RESUMO I', A fim de complementar 0 que se pretendeu apresentar no curso deste volume, anexaremos 0 extrato de urn projet completo de instalacoes eletricas, de uma das obras projetadas e conduzidas pelo autor. Trata-se de urn ediffcio residencia com os seguintes pavimentos: - Projeto de uma subestacao abaixadora do tipo abrigada: calculo da demanda provavel para consumidores industriais e nao-industriais. - Dados para 0 projeto da SE: dados indispensaveis, - Exemplo de urn projeto de uma SE de uma obra aprovada pela Concessionaria local e ja realizada: calculo da demanda provavel usando as Tabelas 3.15,11.15 e 11.16. - Arranjo da subestacao: disposicao dos equipamentos na area disponfvel para a SE,lembrando as exigenci­ as da concessionaria e a posicao da rede de AT; desenhos em planta, cortes, vistas, diagrarnas etc. - Calculo das correntes de curto-circuito presumiveis: generalidades, efeitos dinamicos, efeitos terrnicos, nocoes de protecao de urn sistema eletrico, corrente simetrica e assimetrica. - Demonstracao de calculo das correntes de curto-circuito, para a mesma SE que serviu de exemplo, usando dois pontos (A e B) em locais mais provaveis de ocorrencia de curto. - Conclusoes finais sobre 0 emprego do metoda simplificado e 0 metodo detalhado no calculo das correntes de curto-circuito. - Determinacao das correntes no primario de urn transforrnador, ern face da ocorrencia de uma sobrecorrente ou urn curto-circuito entre duas fases ou entre fase-r terra no secundario do trafo. . Subsolo-Fig. A-I Pilotis - Fig. A-2 1.0 e 2. 0 Pay. (Pav.-tipo) - Fig. A-3 Cobertura - Fig. A-4 Telhado - Fig. A-5 Esquema Vertical- Fig. A-6 Quadros de carga e Diagrama unifilar - Fig. A-7 Como foi dito no Cap. I, urn projeto completo compreende: - Memories - justificativa, descritiva e de calculo. Projeto propriarnente dito, com desenhos em planta baixa, esquema vertical e diagramas unifilares (plantas A-I ate A-7). Especificacoes dos materiais, onde descrito 0 material a ser empregado, as nonnas para a sua aplicacao e urn re­ sumo dos services a executar. Orcamento, que compreende a listagern dos materiais, 0 prer;o unitario e 0 preco global. e Atualrnente 0 projeto e desenhado em AUTOCAD e plotado em papel vegetal. Para a execucao do projeto, necessitamos das plantas baixas, cortes, fachadas etc. e da posicao das vigas e pilares (plantas de forma do predio), Sao imprescindfveis as informacoes sobre a tensao de distribuicao da Concessionaria de energia eletrica local (127 ou 220 volts) e 0 tipo do ramal predial (entrada subterranea ou aerea), Depois de desenhado 0 projeto com todos os detalhes necessaries a execucao da obra, devern ser tiradas copias em papel vegetal para aprovacao na Concessionaria local, obedecendo exigencias de cada uma. Quase sempre exigida urna planta desituar;ao do predio em relar;ao as mas proximas, a fim de que a Concessionaria possa estudar como sera feita a ligacao do prectio. Tambem exigida urna planta de detalhes dos medidores de energia que nonnalmente ficam instal ados em compar­ tirnentoindependente. Eimprescindivel se dispor dos padroes da Concessionaria para 0 fomecirnento de energia ao predio. Depois de aprovado 0 projeto, passaremos a fase de execucao da obra, que obedece, ern geral, as seguintes fases: as e e 1.0 [ase: Colocacao das tubulacoes e caixas - acornpanham a execucao da estrutura e alvenaria do predio; 2.0 fase: Enfiacao e colocacao dos quadros - apos 0 emboco e reboco; 3."[ase: Colocacao dos aparelhos de luz, das tomadas e respectivos espelhos - apes a pintura do predio. Observacoes sobre 0 projeto: a) Subsolo (Fig. A, I) . e Nesta planta, observa-se que todos os circuitos partem do QLF (quadro de luz e forca), que alimentado pelo QGS (quadro geral de service), localizado DO pavimento de pilotis (ver quadro de cargas e service). PeIo diagrama unifilar, v~- 420 Instalacoes Eletricas Exemplo de um Projeto de Instalacao de um Edificio Residencial se que M uma chave geral (disjuntor de 30 A) e moos4 circuitos, sendo urn de vigia (V), que deve permanecer ligado tOda a noite, para fins de seguranca, Observam-se tarnbem na figura os quadros de bombas-d'agua (QFB-3 HP) e de aguas servidas (QFAS-I HP). Nesta mesma planta, observa-se 0 diagrama de ligacao das bomb_as B-1 e B-2 e a subida da fia9ao para as chaves-boia, que vao comandar automaticamente os motores das bombas, por meio das chaves magnetic as. ....l ;;;;~g o ~E-< b) Pavimento de Pilotis (terreo) (Fig. A-2) ~ ~ Nesta planta esta localizada a entrada de energia do predio, que pode ser direta da rede da rua ou de uma caixa seccionadora. No presente caso, a Concessionaria nao exigiu a caixa seccionadora porque a chave geral do predio esta em local de facil aces so em caso de incendio, No esquema vertical (Fig. A-6), estao representadas as caixas seccionadora e de distribuicao, de onde partem os alimentadores de diversos medidores de energia. Ha 10 medidores dos apartamentos, de onde saem os circuitos dos apartamentos e urn rnedidor de service, ponto de origem dos alimentadores dos quadros de Iuz e de forca das partes comuns do predio (condomfnio). Note-se 0 sombreamento com duas linhas extremas, partin do dos "medidores", indicando os 10 eletrodutos dos apar­ tamentos que sobem pela parede da escada, 0 que e conhecido na obra como "prumada". ::> ­ CF.J < ~ Como 0 1.0e 0 2.° pavimentos sao exatamente iguais, 0 mesmo desenho serve para ambos. Em cada pavimento temos quatro apartamentos, cad a urn com 0 seu quadro de luz (QL), alimentado diretamente da prumada localizada na parede da escada. Os alimentadores sao eletrodutos que se desenvolvem pelo piso e contem 2 fases + I neutro em fio de 10 mm' e o eletroduto de 19 mm de diflmetro. 0 quadro de cargas de cadaquadro de luz esta desenhado na planta baixa do telhado (Fig. A-5), assim como 0 diagrama unifilar. Note-se que a carga de cada apartamento e de 6 300 watts (2 fases + N) + 2 HP (ar-condicionado). No projeto procura-se zonear os circuitos dos apartamentos de modo a separar as partes sociais (circuito I), fntima (circuito 2) e de service (circuitos 5 e 7). Nas salas ha interruptor three-way para facilidade de utiliza­ 9ao (S3W). Os aparelhos de ar-condicionado (circuitos 3 e 4), de acordo com a norma, sao ligados em circuitos indepen­ dentes e sua carga e de 1 500 VA ou watts (cos 'P = I), sendo 0 fio de 4 com disjuntor de 20 A. Para 0 calculo do disjuntor geral do apartamento de 30 A (bifasico), a carga total deve ser dividida pelas duas fasese multiplicada a corrente por 1,25, ou seja, 0 disjuntor com 25% de folga. Nestes apartamentos foram previstos I chuveiro eletrico no banheiro de service com 2 000 W com fiacao de 4 mm' e disjuntor de 20 A monofasico, Por se tratar de urn apartamento muito pequeno, nao foi deixado circuito so de tomadas na cozinha e area de service, como preve a norma. Percebe-se no corredor 0 circuito M I de minuteria que vern direto do QGS (ver Item 4.4.5). ,~ D:l ~ s:: s:: s:: s:: s:: co::IctlctlctlctI.~ bbbbSb-tm--bb~<§ u~~~~~~~~sass3s~~~~~~~·5 bboooooooouuuuuo ~~~~~~~~~~~~~~~£££££j~< ~~~~ f::>Il ZO go ~ ~~ < ...:l ~ ...o ...::...:: SZ§ OOOOOOOOOOOOOOO~ON~OOO_ ~8R~~~~~~8~~g~S~NOON~-- - on­ EEEEEE~~~EEEEEE~~~~~~~~ ~ I f2 !§ o U­ E::EEX~ -on ·0 < ...:l e) Telhado (Fig. A-5) Neste desenho estao mostrados alguns quadros de carga e os diagramas unifilares do subsolo e do QGS. 0 diagrama unifilar e imprescindfvel para a montagem do quadro eletrico, uma vez que estao especificados 0 disjuntor geral e as disjuntores parciais. Nota-se neste desenho 0 quadro de carga geral, em que estao resumidas as cargas dOS apartarnentos e er de service e a carga total do predio, imprescindfvel para 0 "pedido de ligacao", dirigido a Concessionaria, A fimde pod ser calculada a demand a da instalacao em kV A, foram separadas as cargas de luz e tomada, chuveiros, AC etc. Depois de conclufdo 0 projeto, com todos os detalhes, sera necessario fazer as especificacoes dos materiais e 0 or>a­ mento. Como se trata de urn livro didatico, apresentaremos a seguir urn modelo de como seriam feitas as especifica~oes e 0 levantamento das quantidades. .. reO modele a seguir e 0 que usamos em nossa atividade como projetista de instalacoes, sendo somente oOlludos OS P 90 S. @ U­ '0 d) Cobertura (Fig. A-4) g) Quadros de carga e diagrama unifilar (Fig. A-7) "'C"'C"'C"'C"'C ~ f2 Existem dois apartamentos na cobertura do predio, cujo quadro de cargas esta na planta A-7. Sao apartamentos maio­ res que os demais, por isso a carga e maior. Tambem os circuitos foram divididos de modo a atender as partes social, fntima e de service. As demais observacoes sao semelhantes as dos apartamentos do pavimento-tipo. f) Esquema vertical (Fig. A-6) ~ -e U ...:l rom" Este e urn desenho, sem esc ala, localizando todos os quadros do ediffcio, dando uma visao global da instalacao- S~ mostrados todos os alimentadores, a prumada de subida dos eletrodutos dos apartamentos, bern como a entrada de energ1a eletrica. Tarnbem vemos a antena coletiva de TV (Fig. A-8); os eletrodutos e caixas ficam embutidos do mesmo modoque os das instalacoes eletricas. S U c) Pavimento-tipo (Fig. A-3) No telhado estao localizadas a casa de maquinas do elevador e a da bomba de incendio, cujos alimentadores vern dire­ tamente do QGS, no pavimento de pilotis. Ha urn quadro de forca do elevador (QFE) e urn ponto para a bomba de incen­ dio, onde esta tambem instalado urn quadro de coman do, operado por pressostato Iigado a tubulacao de agua para 0 jnren­ dio. Note-se a tubulacao e a fiacao do automatico-boia, que controla 0 nfvel de agua do reservatorio superior e mandaa informacao para a chave magnetica da bomba-dagua localizada no subsolo. 421 ~ ~ CF.J ~ o ~~ ~~ o ~ ~ ~ EEEEE80n .-EE.---.­ NO\l,f)"':oOa.> a.> >Il .g.g.g.g.g~~e '0 --g-g--g--g--g66V) 00000'0'00 U­ tf.I -e ~ U >Il c, gj tf.I tf.I tf.I tf.I 0 0 X 8.8.8.&&-g-gg U 6 .§..g..~.g..~~ ~ ~ 6.g.g.g.g.g~- r- "bb"6h"bh Obh 06h I: ~ : ~ j ~ :: : : : : :; aN" ... " - ~ S E ...... 1...: ...: ee ""C:'t:'t:'c:'c:g,g,6l,EE§§EE ~.g.g.g.g.gttN:2~~\DS~ ~sssssooe~~~~~~ .g~~~~~~~~oooooo« ~. E 0 .. 0 ('f'"', "? II"" : «.cs « ° ~"C 0«-1 ~ ~EEEEE~~~~~~~~~o - 0 8...:: UOOOOOEEE""""'''''''''' /on'" I" M ~~~~~~~~~~~~~~~-«l-~ O I;> >~~~~~~~~~~~~~~~N~~~8~~ ~~~~~~ 1:I:I:I:I:I:UIE~~oE-o uuuuuu§§§...::...::...::...::...::...::a _~~uo~ ,~ ~ ~~~~~~uvvuuuuuuEU~~~~~~ [il ~ --Ntt"'ltt')"'C"'t:IS rn ~~~~~~~~~~~~~iio;«~~~~"~~ ~~~~~~~~~ee~~~~~~~~~"~~"a gee8ee~~~~~~~~~~~§§§~05~ u ~ ~ ~ 0 0"_0_.- 0 0 0 0 0 0 EEu u v ~ E~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~]]]e3"", ~ O~8S~~b~8S~~~~~~~~~~N~~ . :'. ,-\.' :. ';-..;•. ;·~._;:·~·~ ... i·Sb_:' < : .:. ";;; CLIENTE: EDIFfcIO RESIDENCIAL (cont.) LISTADE MATERIAlS DE INSTALAc;OES - PROJETO: INSTALAc;OES ELETRICAS 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 II UNI­ DADE ES PECIFI CAl;: DES ITEM Cordoalha de cobre nu bitola 35 rrun' ........................................................................ Haste de aterramento 5/8" x 3 m ............................................................................... Botlio de campainha ................................................................................................... Campainha tipo carrilhao ........................................................................................... Luminaria tipo Drops - R12 .................................................................................... Luminaria tipo Drops - RI5 .................................................................................... Minuteria de IDA - 220 V ....................................................................................... Chave magnetica tipo IBT - 1 003 - rele 9-15 A .................................................. Chave rnagnetica tipo IBT - 1 003 - rele 3,5 a 5,5 A ............................................ Chave IBS para compactador - blindada 32 A - DZ 30 A .................................... Chave IBS para bomba-d'agua - blindada 32 A - DZ 25 A ................................. Chave IBS para elevador - blindada 100 A - DZ 70 A ......................................... Chave IBS para bomba de aguas servidas - blindada 16 A - DZ 16 A ................. Quadro de luz com disjuntor geral tipo C 2P - 30 A, 4 x 15 A e 3 X 20 A ........... Quadro de luz e forca com disjuntor geral tipo C 3P - 160 A, 9 X 15 A e 1 X 20A Quadro de luz e forca com disjuntor geral tipo C 2P - 30 A, 3 X 15 A e 1 X 20 A Quadro de luz e forca (entrada) - chave geral Q SA 125 - 3 X FZ NH 125 A ..... I I m py py py py py py py py py py py py py py py py QUANTI­ DADE 10 3 10 IO 26 33 I 2 I 1 1 1 1 IO 1 1 1 CUSTO (R$) FABRICANTE UNIT. TOTAL Pirelli Copperwe1d Pial-Legrand Pial-Legrand Nadir Figueiredo Nadir Figueiredo Pial-Legrand Eletromar Eletromar Siemens Siemens Siemens Siemens Eletromar Eletromar Eletromar Siemens I I , ----- ­ - - - - - - , <> , ... , -----­ -7f: -----­ r:\ II II ,0 / \ II / / . '. Ii II I: ~ --: ~~ :, . II i:' II l. ~ 'I ~ :1 ~I , ;:.­ , ,I L!. t:: " td o>< .§. ; 0 ~ '" 3 ~ ~ . . i ~ L , : • ; • ~ : : . : . ; ; ; ." . ~ i ~ ~ ~ > ~i ~ I .. c, o S' :4 e, .,.," '"c,0 " . g td ~ 0' ~ :~ ; ; 1g '" 3 ~ f::l ~ "" E G. ~i ~~';, ~ N W I" , , . o ~ o i : = u··uH i iJi •.milllniWUII.!II' '~ If:r ­ --s- ­ - 1m \ I L I I ~ I ~I _JJ• -=-~===-- r----- I t~·;§.~,--l ) I ~ ... nROM41l e._~ .; : ~:.: '. ",:, ,:..~:~r.;('_'. ~ ".:j.:t..>-j.."-:.. ~-_'_',: l>~ :.~.~!i.~,;.: Exernplo de urn Projero de Instalacao de urn Edificio Residencial I ~POl.OS_lOA ! i : \'\!"-"")")lO'V""''')"')I' \' I' [' I' I' \' I': I:----~ I I I I --l_-v~ /.1'-_'.1 ib"+Hil-j-fjJ 1 FA-=ll I I ~ --; ' ;r "= "_ ",,,, 00 ,""'0" ~/ \i CO"~:~A [~~ I ~. \=1-'-' J Ii I T eRR' ... c 0 I ir --'== t. :, ..: <11 IIII [> -~~"'D':::-:-~~_ ,I \' I'\J~ i i Ie> I QUARTO I I I I -. II I I I' I I L_ ----~.::..--=:=-=r - - - - I I, ,I I - -- ­ i II"~"... m" -"-- • WF - 11"""r:-vr -" --'.9_m Ao. .....L I I .... !!;41" "." ,__,' .~ •• 1_ • lo.t.. ", , I I I IL _ ___ c<'5 c=L._J I -----I T ER ftA 0;0 '\;C=====' ".~ ~: FLO "lio COlAOO ll.h... ELET. "AO COTADO L.1NPAOA HJ.o anAO'TtlI6Al)A, J L:J­ Jll 'DOW !'lAo C(fl"AOA II '0"", PLANTA~ Fig.A.4 ~ <11 t: I I I I -- --".,..... --~ QUARTO I ..--------J.[L I :,_-- ,.ELEr. H.I.oCOTNJO 12,7f1ftl lJ.NPAOA f.lk) COTAOo\ TOMAllA NJ.o COlADA 100VA Fig. A.5 PlAHTA BAIXA TELHAOO 427 Exernplo de urn Projcto de Insralacao de urn Edificio Residencial 428 Instalacocs Eletricas 429 QGS = QUADRO DE CARGAS-SERVICO CIRC. "'~ ii~ ,, N , N, , :; ,~ ~~ , N, , ~ E ; m is N,, 's o i~ I I ~ (>j " ~ III I ~ -' d ci d 8 6 6 3 N, --- CIRC­ lil­ i~ ::;\\l ~ < 'g 2 16 2 45 23 4 27 8 24 5 3 10 4 22 FASE 880 15 1,5 B 360 360 480 900 600 1200 600 560 540 6468 3730 2238 7460 4304 24212 15 15 15 15 15 20 15 15 15 2,5 2,5 1,5 2,5 1,5 6 2,5 2,5 2,5 B C B A C A C B C 30 20 60 30 160 2,5 2,5 10 4 25 ABC ABC ABC ABC ABC QUADRO DE LUZ E FORCA DO SUBSOLO - - ---- LAMPADAS TOMADA 60W 100W 100W CARGA DISJ. CONDo FASE A HP WATTS mm' 1 I 746 15 2,5 ABC 2 3 -----3­ 2238 920 20 15 2,5 1,5 ABC A 400 15 1,5 4 4304 30 4 TOTAL li: I 12 3 2 5 3 1 2 8 4 V ob ~ II 3 5 6 9 43 QLF-SS - s l\l z CARGA DISJ. COND HP WATTS A mm' 4 8 6 B. INC­ ELEV. QLF-SS TOTAL u, II II ~ £c; ."'" 's N ,.: 'E" E '" '" n, n, 0 0 -e­ I ~I LOCAL LUZ E TOMADAS APTOS. TIPO (8) (W) 33920 0 -0 J3:> (f) APTOS. COB. (2) 9040 SERVI90 10772 TOTAL 53732 CHUVEIROS (W) AC MOTORES (ev) (cv) 16000 16 4000 4 20000 20 22" 22 • Bombade incendioligada antesda caixeseccioeadora. ...;"e-:••; . ; ;,y';'. ·":!:",<~:;:l~;;~ ',,,1.) . . 430 QLF-SS ------ t 3x(4mm2)+N4mm'Z -----------: ) x (25 mm2) + N 25 rnm2 ---------t --------------------------------­ t : :··f'fff:·· B, ree --- -- ~ 30A ,~~: BAS aGS t '". ,,<~-,;~::.~\~. 1 Instalacoes Eletricas Diagramasunlfllares .. ..:..:" ~-:..:~. -­ 3 B 160A Ael~' 100/125A 11111111111111 --1~~:1:~~-l:~s: l~~lt~.r;lt·:r~:!~~-1~~A-!~O_A-11··f)~A_I~_:O~__ 1 2 3 I. s I, 7 t V MI Oomp. B.• rc. ".,. Roteiro para Execucao de Projetos de Instalacoes Eletricas para Prcdios Residenciais OLF·SS Fig.A.7 I. Colocacao em planta dos pontos de luz e tomadas, escolha da posicao do quadro de luz, dos interruptores, dos botoes e posicoes de campainhas (social e de service). Tabelas a consultar: Tomadas de corrente (ver Cap. 3). Para cargas de ilumina,ao, consultar a recomendacao da NBR-S410/98. 2. Colocacao dos eletrodutos (maximo 4 por caixa). 3. Divisao em circuitos separando: areas sociais (livings, ante-salas, varandas) areas Intimas (quartos e suites) areas de service (separar urn circuito, s6 de tomadas, dos circuitos de luz). Observacao: - Todos OS para-raiosficarao no minimo a 1.5 m acima dos mastros. - Todas as tubula,5es levarao arame-guia. I. Poste para montagem das antenas, de I" de diametro, galvanizado, 2. Antena de radio. 3. Antena de TV. 4. Tubo galvanizado para entrada dos cabos (2" de difunetro). S. Quadro de madeira com chave mono­ fasica, fusfveis e duas tomadas. 6. Caixade4" X 4" ouS" X 5". 7. Armario de a90 com os amplificado­ res ou caixa de madeira com portae fe­ chadura; de 90 X 60 X 30 em. 8. Prumada (eletroduto de 3/4"). 9. Caixa de 4" X 2" ou 4" X 4" com 4 orelhas, com as tomadas de TV e r~dio. Tabela a consultar: Item 3.4 - Divisao das instalacoes. Carregar em cada circuito no maximo de 2200 W-220 V ou 1200 W-IIO V (disjuntor de 10 A e fiacao de 1,5 mm-). Se a amperagem do circuito for maior que 10 A, usar os seguintes disjuntores: Ate 17,5 A - disjuntor 15 A - fio de 1,5 mm', Ate 24 A - disjuntor de 20 A - fio de 2,5 mm", 4. Organizar 0 quadro de cargas e diagrama unifilar dos apartamentos de acordo com 0 modelo da Fig. A-5. 5. Organizar 0 quadro de cargas e diagrama unifilar dos quadros de luz e forca de service (luz dos corredores, gara­ gem, jardins e todas as areas do condomfnio). 6. Colocar a fiacao (fase, neutro e retorno) nos eletrodutos e dirnensionalos (Tabelas 3.2 e 3.3). 7. Locar a prumada de eletrodutos desde 0 quadro dos medidores (no terreo ou subsolo), ate a parede ou P090 de subida aos apartamentos. Verificar em cada andar onde se localiza esta prumada. A alirnentacao dos quadros dos apartamentos e feita pelo piso do andar. 8. Verificar a queda de tensao de 2% para os circuitos mais distantes doquadro (Tabelas 10.13 e 10.14) e escolheros fios dos circnitos parciais dos quadros dos apartamentos. Fiacao minima de 1,5 mm'. 9. Desenhar 0 esquema vertical, conforme Fig. A-6. 10. Dimensionar os alimentadores de cada quadro de luz e forca, considerando as distancias ao quadro geral; conside­ rar queda de I % (I ,2 volt) e usar a Tabela 10.13. Dividir a potencia instalada em cada quadro de luz por I, por 2 ou por 3 (ver Item 3.7.1), calcular a corrente (em amperes) e multiplicar por 125. De acordo com as concessionarias: ate 4,4 kW - I fase + N de 4,4 kW ate 8,8 kW - 2 fases + N maior que 8,8 kW - 3 fases + N. OBSERVAl;AO: Fig. A.8 Instalacao de antena coletiva de radio e televisao. Exernplo: I 11700 watts 3 X 120 volts 32,6 X 1,25 40,8 A (para circuitos trifasicos) 32 Instalacoes Eletricas 1 Para tres condutores carregados, temos 0 cabo de 6 mm' (Tabela 3.13). Verificacao da queda de tensao para I = 45 m (Tabela 10.13) 5,87 X 32,6 X 0,045 = 8,6 V (nao satisfaz, pois a queda maxima e de 1,2 volt). Experimenta-se 0 cabo de 35 mm': c I l 1,12 X 32,6 X 0,045 = 1,64 volt. Escolhido: cabo de 35 mm' e disjuntor de 35 A. II. De posse das cargas dos quadros de luz dos apartamentos e dos services, organizar um quadro geral de cargas, separando: cargas de luz e tomadas; cargas de chuveiros e aquecedores de agua: cargas do ar condicionado individual; cargas do ar condicionado central; cargas de motores. 12. Calculo da demanda do predio: - usar a expressao D(kVA) = d, + d, + 1,5 d, + d, + ds' 13. De posse da demanda totaI em kVA, podem ser usadas as tabelas da concessionaria para se dimensionar 0 ramalde entrada (cabeacao e protecao) ou a subestacao a ser instaIada. Dimensionamento de Circuitos em Anel Circuitos ligados em anel sao aqueles em que as correntes seguem urn circuito fechado, ou seja, se ramifi­ cam em urn n6, a partir do ponto de alimentacao. Circuitos Monofasicos com Fator de Potencia Unitario e Na Fig. C.I vemos uma linha monofasica ligada em anel, na qual, no ponto a, recebida a alimentacao da fonte, enos pontos b, c, dee sao feitas ligacoes as cargas, cujos valores das correntes constam da figura. Estao registradas tambem as distancias em metros de cada braco. 20A e ~II' 10A ~ d 12 0 1=60A 11;/,,"~ 5A 15m I a b " 25A Fig. C.l Circuito ligado em anel. Supondo 0 fator de potencia unitario, ou seja, somente cargas resistivas, temos as seguintes f6rmulas: 1= I, 12 = + 12 I, II I onde: I, e 12 = III = I= correntes aparentes nos braces, em amperes; somat6rio dos produtos das correntes pelas distancias, em cada braco; distancia total. .'. ,,:~~ )~-~~,~.~:;:. -:,:.:.,.:;;r 'r.:t'J"'-"'-' -. "..•. ".• _ .- :·T~-;"""~-;· ,.. .~. .~' •..-., --::"" '-...."'~;;~).'l{~.-, '?':':::-~;j:-: ·,_ '~" .. _r.- ,',-.'.. -. '-"';"'.~' l 434 Instaiacoes Eletricas = 25 = 100 A 5 X 19 = 10 X 39 = 20 X 47 = A A A A X 4 95 390 940 lIZ = 1525 X m X X X X m m m m 12 = 1525 = 2675 A 57 ' I - 12 = 60 - 26,75 = 33,25 A < cs:.. ·!t~~·~ ·~L~.!t _',".:"".-.' < _ .• .4·..l~,,,~; 435 No sentido a-e-d, temos: III = 200 121,5 321,5 20 X 10 6,75 X 18 III 4 + 15 + 20 + 8 + 10 = 57 m = _--_ .. Dimensionarnento de Circuitos em Anel 1 Z= I, I l _... 1 Nos exemplos em foco, temos lIZ _.- .. :....._~:,.~ ,.:.;.~;,~,~~...,;: .'.--­ AXm AXm AXm resultado aproximadamente igual ao anterior. Para simplificar, tomaremos ambos como III = 322 A X m. Vamos supor a tensao monofasica de alimentacao igual a 220 volts e a queda de tensao percentual admissfvel de 2%. Assim, temos: u = 2% de 220 = 4,4 volts Substituindo estes valores na formula da secao, temos: 2 X 322 S = 56 X 4,4 -= 2,6 mrrf 20A Para a Iinha aberta, poderemos utilizar sera escolhido 0 fio de 4 mm' para 0 aneI. e ~ \j, ~~ "'~~ I = BOA "'-r­ 8,25A <>;' fio de 2,5 mm', porem, pelo criterio da capacidade de corrente, Circuitos Monofasicos com Fator de Potencia Diferente da Unidade" Emuito comum, em instalacoes prediais ou industriais, a mesma rede alimentar cargas resistivas (fator de potencia unitario) e cargas reativas (fator de potencia diferente da unidade). Vamos supor 0 mesmo exemplo da Fig. C.l, porern com cargas resistivas e reativas, resultando na Fig. C.3. Vamos fazer os calculos de forma semelhante ao exemplo anterior, porern s6 com as correntes ativas: "e:;v ~~~a 15m 0 ""~ b I. = / cos 25A 5A Ip Assim, temos as correntes ativas: Fig. C.2 Circuito em anel: distribuicao das correntes. Conhecendo-se I, e 12, as demais correntes sao obtidas por subtracao em cada no, resultando a Fig. C.2. Nota-se que no ponto d a corrente de 10 A da carga foi suprida por dois caminhos diferentes. Este ponto e chamado de "ponto de corte", pois imagina-se que a linha ai tenha sido cortada. Para 0 calculo da secao do condutor, toma-se como base 0 ponto de corte d, percorrendo 0 circuito em qualquer senti do e utilizando a formula: no no no no ponto 17: ponto c: ponto d: ponto e: I. = 25 X I. = 5 x. I. = 10 X I. = 20 X 0,8 0,7 1 0,8 20 3,5 10 A A A ~ 49,5 A A formula para 0 calculo de 12 ativa sera: I I coe sp L /20 = - Z­ S.> 2pIll u 20A e . cos e ~ 0,8 onde: s= II~' secao do condutor de cobre ou aluminio em mm'; . . id d d b 1 ohm-rnm? d al ,. 1 ohm- mm? ou 0 unumo = ­ p= resistivi a e 0 co re = 56 m 32 m lll= sornatorio dos produtos das correntes em amperes pelas distancias em metros; u= queda ohmica absoluta. QBSERVAr;A.O: A resistividade do cobre podera ser lOA • COSip -:=1 56 c 25X 4 5 X 19 3,25 X 39 III AXm AXm 95 126,75 AXm 321,75 AXm 15m 1=49,5A J1t""~ 25A 58 cos\, No exemplo em estudo temos, no sentido a-b-e-d: lll= d ~ -2.- ou l.- dependendo do padrao utilizado. ~ ~ ~0,8 Fig. C.3 Circuitos em anel com fator de potencia diferente da unidade. 100 -- 'Ver Item 9.3 - Signiflcacao do Fator de Poteneia, ~ 1 j ~6 Instalacoes Eletricas Dimensionamento de Circuitos em And Substitufda pelos valores j:i obtidos: ; I cos sp I = 20 3,5 10 16 ; I cos sp I 4 = 19 39 47 - x x x X A formula para 0 calculo da corrente reati va I 2 sera: 80 66,5 390 752 I 288,5 = AXm AXm AXm AXm AXm 57 ' - I 2D = 49,5 - 22,6 = 26,9 = L I 2, I sen rp . I I Substitufda pelos valores das correntes reativas, temos: L I sen sp • I = I 288,5 = 22 6 A =I 437 L I sen A tp : = 15 3,5 12 X X X 4 60 66,5 564 690,5 19 47 I = 690,5 = 12 I A 57 ' Ilr = I, - I2r = 30,5 - AXm AXm AXm AXm I 2, 16A ~~~ \5" -1 O;~ C b 1=49.5A ~~ ~J? ~ ! cos 20 3,5 3,4 X X tp : [ ) sentido a-e-d, temos: ~ I cos tp : 1= 16 X 6,6 X ~ I cos sp . I 4 = 19 = 39 = = IO 18 - = I2 I = ..JIia + Ii, = -J22,62 + 12,F = 25,6 A = I] + I2 = 32,5 + 25,6 = 58,1 A. 80 66,5 132,6 279,1 I = ..J j2 + j2r = "V' 149 52 + 30 , 52 = 58 , I A Q Conclui-se entao que devera ser escolhido 0 condutor de IO mrrf em linha aberta para 0 anel. Circuitos Trifasicos S = 2p L I cos rp .[ u somat6rio no sentido a-b-c-d: X + n = -}26,92 + 18,4 2 = 32,5 A = Fig. C.4 Circuitosem anel: correntes ativas. 2QA As demais correntes aparecem na Fig. CA. Vemos que, pela figura, 0 ponto de corte perrnanece em d. Para calcular a secao do condutor, temos uma expressao semelhante a anterior, porem com correntes ativas: ~Icosrp'l= ..JI,~ II Verifi cacao: 3.5A Vamos calcular 0 12,l = 18,4 A -As correntes I, e I 2 totais sao: Para os circuitos com cargas trifasicas equilibradas, a sequencia de calculo e semelhante ados circuitos monofasicos, porern a f6rmula para 0 calculo da secao dos condutores e a seguinte: AXm A X m A X m A Xm S = -J3P L Icos rp'[ u ": :" ;,', . .! ~ ExemPIO 160 A Xm 1I8,8 AX m 278,8 A X m ~ Queremossaber quais os condutores11 prova de tempo (WP) para abasteceruma pequena industriacom cargas i trifasicas equilibradas, dispostas no terreno conforme o diagrama unifilar da Fig. C.5. sendo a tensao de entrada de m 0 resultado aproximadamente igual ao anterior. Tomaremos ambos como 279 A X m. Assim, a se<;:ao dos ndutores sera: ' 220 volts e a queda adrnissfvel, 1,5%. 2.1 kW s = 2 X 279 = 2 26 mm­ 56 X 4,4 cosIp =1 ' Poderfamos utilizar 0 condutor de 2,5 mnf pelo criterio dacapacidade de corrente. Para a escolha final, temosque lcular as correntes reativas e depois somar vetorialmente (apenas os modules) para terrnos a corrente aparente. As correntes reativas sao calculadas pela expressao: I, = I sen rp >i Entradade energia 3SERVA«;:AO: Na Tabela 9.2 temos os valores do seno, conhecendo-se 0 do co-seno. Assim, temos as corren­ U=22QV ; reativas: no pontob: 25 no ponto c: 5 no ponto d: IO no ponto e: 20 X X X X 0,6 = 0,7 0 = 0,6 = LI, = 15 3,5 0 12 30,5 -- 1,5kW A A cosI,? = 1 2QA A A cos cp=0,6 Fig. C.5 Exemplode circuito trifasicoem anel II: [~ 'I r 1, ,i : 1 ! ,U ; ~' ,i ;"I:-~>~~:;._ ..;. '"" ''l" 438 c .~, • .''' ~;" ,. ' •• ' . ' ·:;"-c-:.'; r~ i«~...<:.:.,; .;, _ "..;.(l,:-i~ ·C~_,:,·.-.·" .;.:, ::~ ..._. Dimensionamento de Circuitos em And Instalacoes Eletricas Vejamos SolUfiio 0 ponto de corte para as correntes ativas: I. Calculo das correntes ativas 5.5A 33.7 A Como se trata de circuito trifasico equilibrado, ternos a formula da potencia: p = .J3 U I cos f(I l1,e A onde: -c P Icoscp= p = I = = U .J3u "'. ;;; 64,2 A I. potencia trifasica em watts; corrente de Iinha em amperes; tensao entre fases em volts. No ponto b; temos as correntes ativas: 12A I cos cP = ~=5,5A .J3 X 220 3,9A Fig. C.7 Exemplo de urn circuito trifasico em anel. e I cos cp= 13 X 0,7 = 9,1 A No ponto c, temos urn motor eletrico, cuja corrente ativa I cos 2. Calculo da e: 15 X 736 = .J3 X 220 X 0,86 tp se~ao Sentido a-d-e: = 33,7 A "1,lcoscp·1 (Ver Secao 6.1- Instalacac de Motores.) No ponto d, temos: tp = 1500 = 3,9 A 380 };,I cos 124 X 80 "1, I cos cp·1 tp : I = = 120 AXm A-X m AXm 14,6 11,8 X X 40 70 = 584 = 826 = 1410 A Xm AXm A Xm 318 1685 1168 3 171 0 sornatorio e u = 1,5% de 220 V = 3,3 volts, ternos: ~/cosf(lXI S= I AXm AXm AXm AXm .J3 X 1410 = 13,2 mm' 56X3,3 3. Calculo das correntes ativas No ponto b, ternos: 1=3171=264A '" 318 1095 1413 Tomando 0 valor 1 410 A X m para Conhecendo as correntes ativas, podemos juntar os resultados na Fig. C.6: X 20 20 50 "1, I cos cp . I I cos cp = 20 X 0,6 = 12 A X 50 X X Sentido a-b-c: e 15,9 33,7 14,6 15,9 21,9 };,/coscp'l I cos "1,lcoscp'l dos condutores I sen cp = 13 X 0,71 = 9,2 A (Tabela 9.2) 9.2A ' I. = 15,9 + 33,7 + 14,6 = 64,2 A lID = 64,2 - 26,4 = 37,8 A 25.2 A b 5.5A I, I. U=220V Fig. C.6 Circuito trifasico em anel: correntes ativas. 30m 33.7 A a~ =-- ~, E g E g I,. ~ 16A 3.9A 12A Fig. C.S Circuito trifasico em anel. 439 40 I 1 Instalacoes Eletricas I No ponto c, temos: 33,7 X 0,6 = 25 2 A I sen cp = - ­ O,S ' D ; No ponto d, temos: I sen cp = 20 X O,S = 16 A Conhecendo as correntes reativas, temos a Fig. e.S. "LIsenrp'/ I" 'kIsencp'/ 16 25,2 9,2 = X X X I" / 20 50 SO 'kIsencp'/ 320 1260 736 2316 2316 =19,3A 120 = I, = 16 AXm AXm AXm AXm + 25,~ + 9,2 = 50,4 A Instalacoes Telefonicas em Edificios I" = 50,4 - 19,3 = 31,1 A As correntes I, e I, totais sao: II = I 2 = = I ~I' = "V' 137 S' + 31 •I' = 492 , A "i VIla T ll-r V~I' I ia T 12r = -J26 , 4' l.OBJETIVO + 19, 3' = 327 , A I, + I, = SI,9 A Estas instrucoes tern por objetivo estabelecer os padroes e procedimentos que devem ser seguidos pelos projetistas e cons­ lrutores para elaborar e obter aprovacao de projetos, executar services e solicitar vistoria de tubulacoes para cabos e fios telef6nicos destin ados a services de telecomunicacoes em ediffcios. Yerificaciio: 1= ~I; + r: ! = -J64,2' I + 50,4' = SI,6 A ,. '·1' 2. DEFlNIl;OES 1~I, 't Constata-se que a capacidade de corrente para condutor escolhido. 0 cabo de 25 mrrf -linha aerea e de lOlA, sendo portanto, 2.1 BLOCO TERMINAL: Bloco de material isolante, destinado a permitir a conexao de cabos e fios telef6nicos. 2.2 CAIXA: Designacao generica para as partes da tubulacao destinadas a possibilitar a passagem, emenda ou terminacao de cabos e fios telef6nicos. 2.3 CAIXA DE DISTRIBUI<;:Ao: Caixa pertencente a tubulacao primaria, destinada a dar passagem aos cabos e fios telef6nicos e abrigar os blocos terminais. 2.4 PONTO TERMINAL DA REDE (PTR): Caixa na qual sao terminados e interligados os cabos da rede externa da Concessionaria e os cabos intensos do edi­ ffcio. 2.5 CAIXA DE ENTRADA DO EDIFfcIO: Caixa subterranea, situada em frente ao ediffcio, junto ao alinhamento predial, destinada a permitir a entrada do cabo subterraneo da rede externa da Concessionaria. 2.6 CAIXA DE PASSAGEM: Caixa destinada a limitar 0 comprimento da tubulacao, eliminar curvas e facilitar 0 puxamento de cabos e fios tele­ f6nicos. 2.7 CAIXA SUBTERRANEA: Caixa de alvenaria ou concreto, instalada sob 0 solo, com dimens6es suficientes para permitir a instalacao e ernenda de cabos e fios telef6nicos subterraneos, 2.S CAIXA DE SAfDA: Caixa destinada a dar passagem ou permitir a safda de fios de distribuicao, conectados aos aparelbos telef6nicos. 2.9 CANALETA: Conduto metalico, rigido, de secao retangular, que substitui a tubulacao convencional em sistemas de distribuicao no piso. 2.10 CUBICULO: Tipo especial de caixa de grande porte que pode servir como caixa de distribuicao geral, caixa de distribuicao ou caixa de passagem. 2.11MALHA DE PISO: Sistema de distribuicao em que os pontos telef6nicos sao atendidos por urn conjunto de tubulacoes ou canaletas interligadas a uma caixa de distribuicao, 2.12 PO<;:O DE ELEVA<;:Ao: Tipo especial de prumada, de secao retangular, que possibilita a instalacao de cabos de grande capacidade. 2.13 PONTO TELEFONICO: Previsao de demanda de urn telefone principal ou qualquer service que utilize pares ffsicos de Urn ediffcio. .',. ~I;; ,'~ .,jf.;[ 'f 'r ,", 'I :~ i 'i.".1-' ;.1 ~ !i I~ 1m il ;1 !il ,.J :i n j,l ,n ll1 ·il " ; ..~il .i .J _ . ,- ~. _.",~_.~.~ •••••• _ O·...- ;.:", ;·-,,;'-n-~9:;"-;·: ,.;:~:.:<;. ..~~~-~ -,~~:it,,'~ r f Ii II, I:: II i I I I~\I ir' fl!i I J .r I~l '~! II ur ':11' 'Ii 'I: i, rI I r I 442 ~j . Ii! ", I ! Instalacoes TeJef6nicas ernEdiflcios 2.14 PRUMADA: Tubulacao vertical que se constitui na espinha dorsal da tubulacao telefOnica do ediffcio e que corresponde, usual­ mente, a tubulacao primaria do mesmo. 2.15 SALA DO DISTRIBUIDOR GERAL: Compartimento apropriado, reservado para uso exclusivo da Concessionaria, que substitui a caixa de distribuicao geral em alguns casos. 2.16 TUBULAc;:Ao DE ENTRADA: Parte da tubulacao que perrnite a entrada do cabo da rede extern a da Concessionaria e que termina na caixa de dis­ tribuicao geral, Quando subterranea, abrange tarnbem a caixa de entrada do ediffcio. 2.17 TUBULAC;:Ao PRIMARIA: Parte da tubulacao que abrange a caixa de distribuicao geral, as caixas de distribuicao e as tubulacoes que as inter­ ligam. 2.18 TUBULAc;:Ao SECUNDARIA: Parte da tubulacao que abrange as caixas de saida e as tubulacoes que as interligam as caixas de distribuicao, 2.19 TUBULAc;:Ao TELEFONICA: Termo generico utilizado para designar 0 conjunto de tubulacoes destinadas aos services de telecomunicacao de urn ediffcio. 15.'ANDAR I L~CA'XA DESAiDA I PRINCIPAL I 14.0 ANDAR 13-°ANDAR 3. DISPOSI<;:OESGERAIS 3.1 As tubulacoes telefonicas as quais se referem estas instrucoes devem ser destinadas exclusivamente ao uso da Con­ cessionaria que, a seu criterio, nelas podera instalar os services de telecomunicacoes conectados a rede publica, como telefonia, telex, centrais privadas de comutacao telefonica de propriedade da Concessionaria, musica ambien­ te, transmissao de dados ou OUtrOS services correlatos. 3.2 Os services de comunicacao interna do ediffcio nao pertencentes a Concessionaria, como interfones, sinalizacoes intemas, antenas coleti vas ou OUtrOS sistemas de telecomunicacoes particulares nao conectados a rede publica, re­ quererao uma tubulacao independente e exclusiva, que podera ser dimensionada de acordo com os criterios estabe­ lecidos por esta Norma, mas que nao necessitara ter seu projeto e instalacao aprovados pela Concessionaria, 3.2. I As tubulacoes telefonicas para as redes das centrais privadas de comutacao telefonica dos tipos P(A)BX e Key System, que nao pertencam a Concessionaria, deverao ser separadas e independentes da tubulacao tele­ fonica do edificio. Seus projetos, no entanto, deverao ser submetidos a aprovacao da Concessionaria. 3.2.2 A Concessionaria, a seu criterio, podera exigir que as tubulacoes telefonicas para as redes das centrais priva­ das de comutacao telefOnica de sua propriedade sejam separadas e independentes da rubulacao telefOnieado ediffcio. 3.2.3 As tubulacoes telefonicas para as redes das centrais privadas de comutacao telefonica deverao ser interliga­ das as tubulacoes de uso exclusivo da Concessionaria atraves da caixa de distribuicao da prumada mais pro­ xima, para faciJitar a instalacao das linhas-tronco ao equipamento do assinante. 3.3 o construtor do ediffcio sera responsavel pelo projeto e pela execucao das tubulacoes telefOnicas do ediffcio. Todos os projetos de tubulacoes teleffmicas, referentes a edificacoes com lIes ou mais pavimentos elou seis ou mais pontos telefonicos deverao ser submetidos a aprovacao da Concessionaria. Em tais casos, nenhuma tubulacao telefOnica devera ser executada sem que seu projeto tenha sido aprovado. 3.4 Todas as tubulacoes executadas em ediffeios com tres ou mais pavimentos e/ou seis ou mais pontos telefonicos deverao ser vistoriadas pela Concessionaria. Em tais casos, nenhum cabo ou fio telefOnieo devera ser instalado, se essas tubulacoes Dao tiverem side vistoriadas e aprovadas. 3.5 Todas as modificacoes que 0 construtor precisar introduzir num projeto de tubulacao ja aprovado necessitarao ser analisadas e aprovadas previamente pela Concessionaria, As modificacoes a serem efetuadas nao poderao eontrari­ ar os criterios estabelecidos pela presente instrucao, 3.6 Todos os entendimentos feitos entre 0 construtor e a Concessionaria deverao ser confirmados por escrito. 3.7 A Concessionaria deve orientar 0 construtor no sentido de que este deve solicitar a vistoria das tubulacoes tao logo estas estejam em condicoes de usc, e nao apenas quando 0 ediffcio estiver totalmente concluido, para permitir que os cabos e fios telefonicos estejam ja instalados quando 0 ediffcio vier a ser ocupado. "12.0ANOAR 11.°ANDAR 2.I>ANOAR 1'ANDAR ~ ~ JEp I~ ~ ~ Hi ~ ~ ~ ~ -t ~ ~ N.04 ~ H.·s s ~ H.', rtRREO ~g~ IT SUBSOLO ' - - - ruaULACAO DE ENTRADA Fig. 1 Para fins desta Norma, as tubulacoes telefonicas em ediffcios sao divididas em Ires partes: ;f '';'~_~_ '~'. Instalacoes Eletricas 4. ESQUEMA GERAL DAS TUBULA<;:OES TELEFONICAS EM EDIFtaos 1\ ..' a) Tubulacao de Entrada: . . Parte da tubulacao que da entrada ao cabo da rede extema da Concessionaria, compreendida entre a caixa de dlStn­ buicao geral e 0 ponto terminal de rede. b) Tubulacao Primaria: Parte da tubulacao que compreende a caixa de distribuicao geral, as caixas de distribuicao e as tubula,5es que as interligam. • _~~J- 44 44 1 1 Instalacoes Eletricas Instalacoes Telefonicas em Edificios I 445 I 1 1 1 c) Tubulacao Secundaria: Parte da tubulacao que abrange as caixas de saida e as tubulacoes que as interligam as caixas de distribuicao, A Fig. 1 ilustra as diversas partes da tubulacao telefonica de urn ediffcio, em corte esquematico, Em ediffcios de grande porte, com elevado mirnero de pontos telefonicos, a tubulacao da prumada deve ser substitufda por urn poco de elevacao, 0 poco de elevacao consiste em uma serie de cubfculos alinhados e dispostos verticalmente, interligados atraves de abertura na laje, conforme exemplificado no corte esquernatico da Fig. 2. Os projetos de tubulacao telefOnica tern por finalidade dimensionar e localizar 0 trajeto dentro do ediffcio das tubula­ coes de entrada, primaria e secundaria. 0 criterio basico utilizado para 0 dimensionamento dessas tubulacoes e 0 nurnero de pontos telefonicos previstos para 0 ediffcio ou para qualquer uma de suas partes. /_ _ I 15.· ANDAR I I I III II I ,r1 II ! !/ I I 5. CRITERIOS E TABELAS UTILIZADAS NA ELABORA<;AO DE PROJETOS DE TUBULA<;AO I CAIXA DE SAiDA PRINCIPAL 5.1 GRl'fERIDS PARA A PREVISAo DOS PONTOS TELEFONICOS .1 TUBULA<;:AO SECUNDARIA As tubulacoes telefonicas sao dimensionadas em funcao do mirnero de pontos telefonicos previstos para 0 ediffcio, acumulados em cada uma de suas partes. Cada ponto telefOnico corresponde a demanda de urn telefone principal ou qual­ quer outro service que utilize pares ffsicos e que deva ser conectado a rede publica, nao estando inclufdas nessa previsao as extensoes dos telefones ou services principais. Os criterios para a previsao do mirnero de pontos telefonicos sao fixados em funcao do tipo de edificacao e do usc a que se destinam, ou seja: CAIXA DE DISTRIBUI<;:AO 14.0 ANDAR I' a) Residencias ou Apartamentos: - 01 ponto telefOnico. De ate 2 quartos - 02 pontos telefonicos. De 3 quartos - 03 pontos telefonicos. De 4 ou mais quartos b) Lojas: 01 ponto telefOnico/50 m'. c) Escrit6rios: _ Q1 ponto telefOnico/lO m'. d) Indiistrias: Area de Escrit6rios: 01 ponto telefOnico/l0 m'. Area de Producao: estudos especiais, a criterio do proprietario, e) Cinemas, Teatros, Supermercados, Dep6sitos, Armazens, Hotels e Outros: Estudos especiais, em conjunto com a Concessionaria, respeitando os limites estabelecidos nos criterios anteriores. 13.0ANDAR 12.· ANDAR 11.·ANDAR f Iii If il: It II l ;~ !k ;!f ;j II ,il 5.2 CRITERIOS PARA A DETERMINA<;Ao DO NUMERO DE CAIXAS DE SAfDA 'I o mirnero de caixas de safda previsto para uma deterrn.inada parte de urn ediffcio deve corresponder ao rnimero de pontos telefonicos mais as extensoes necessarias para aquela parte do predio, o niimero de caixas de safda e sua localizacao devem ser deterrn.inados de acordo com os seguintes criterios, respeitan­ do-se sempre os valores estabelecidos no Item 5.1: 2.· ANDAR 1.0ANDAR CAIXADE ENTRADA DO EDIFiclO TERREO ::::7Ym~ SUBSOLO TUBULA<;:AO DE ENTRADA .::7}'QS9"E Fig. 2 a) Residencies ou Apartamentos: Preyer, no mfnirno, uma caixa de safda na sala, na copa ou cozinha e nos quartos. As seguintes regras gerais devem ser observadas na localizacao dessas caixas de safda: :... Sala: A caixa de safda deve ficar, de preferencia, no hall de entrada, se houver, e sempre que possfvel, pr6ximo a cozinha. As caixas previstas devem ser localizadas na parede, a 30 centimetros do piso. Quartos: Se for conhecida a provavel posicao das cabeceiras das camas, as caixas de safda devem ser localizadas ao lado dessa posicao, na parede, a 30 centimetros do piso. Cozinha: A caixa de safdadeve ser localizada a 1,50 metro do piso (caixa para telefone de parede) e nao devera ficar nos locais onde provaveimente serao instal ados 0 fogao, a geladeira, a pia ou os armarios. b) Lojas: As caixas de safda devem ser projetadas nos locais onde estiverem previstos os balcoes, caixas registradoras, empa­ cotadeiras e mesas de trabalho, evitando-se as paredes onde estiverem previstas prateleiras ou vitrines. c) Escrit6rios: - Em areas onde estiverem previstas ate 10 (dez) caixas de safda, as mesmas devem ser distribufdas eqtiidistante­ mente ao longo das paredes, a 30 centfmetros do piso. Em areas onde estiverem previstas mais de 10 (dez) caixas de safda, deverao ser projetadas caixas de safda no piso, de modo a distribuiruniformemente as caixas previstas dentro da area a ser atendida. Nesse caso, e neces­ sario projetar uma malha de piso, com tubulacao convencional ou canaleta (ver Item 7). i 'J :11 j II !I '! I 'i,I,'! ,~ 1:1 [II ,,!I' : \I :! .Ii .. ; ~ c;.;~ r : .: ­ i:~~;~~r,~·;· " ,. 446 ~~~.~~. ·~-~i-!'~,-.:.,,;,;i .. ::~ "--"".' .. ~ .~. ~-~ ' .... ., ':\~~:~~.!;,.- ....... '-. ..: .. -,. Instalacoes Telcfonicas em Ediflcios Instalacoes Eletricas Dimensoes Internas 5.3 DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAC;:OESPRIMARIA E SECUNDARIA Caixas o diametrc dos tubos para eada trecho das tubulacoes primaria e secundaria e determinado em funcao do numero de pontos telefonicos acumulados em cada urn desses trechos conforrne estabeleee a Tabela 1. Quantidade Minima de Tubos dos Tubos (mrn) I I I 2 2 2* 19 25 38 50 75 75* Ate 5 6 a 21 De De 22 a 35 De 36 a 140 De 141 a 280 De 281 a 420 Largura (em) Altura (em) N."I N."2 N."3 N."4 N."5 N."6 N."7 N."8 Tabela I Dimensionamento das Tubulacoes Primaria e Secundaria Diametro Interno Minimo 44 Tabela 3 Dimensoes Padronizadas para as Caixas Internas d) Industrias. Cinemas. Teatros. Supermercados. Depositos. Armazens. Hoteis e Outros: Estudos especiais, de acordo com 0 Item 5.1. Nurnero de Pontos Aeumulados na Secao , -­ 10 10 20 40 60 80 120 150 200 20 40 60 80 120 150 200 Profundidade (em) 5 12 12 12 12 12 15 20 5.5 DIMENSIONAMENTO DA TUBULAc;:Ao DE ENTRADA Se 0 T~hph. cabo de entrada do ediffcio for subterraneo, a tubulacao de entrada devera ser dimension ada de acordo com, d. Poco de Elevacao (ver item 5.9) Acima de 420 Tabela • A criterioda Concessionarie, devera secutilizado poco de elevacgo. 4 Dirnensionamento da Tubulacao Subterranea de Entrada Diametro Interno Minimo Numero de Pontos do Ediffcio Ate 70 De 70 a 420 De 421 a 1800 5.4 DIMENSIONAMENTO DAS CAIXAS INTERNAS As caixas de passagem, de distribuicao e distribuicao geral, 'instaladas dentro do ediffcio, sao dimensionadas em funcao do mimero de pontos telefOnicos acumulados em cada trecho da tubulacao, conforme estabelece a Ta­ bela 2. dos Dutos (mrn) Quantidade Minima de Dutos 75 75 100 I 2 3 Estudo eonjunto com a Concessionaria Acimade 1800 Se 0 cabo de entrada do ediffcio for aereo, a tubulacao de entrada, que se estende da caixa de distribuicao geral ate ponto em que 0 cabo da rede externa entra na faehada do ediffcio, devera ser dimensionada de acordo com a Tabela I. 5.6 DIMENSIONAMENTO DA CAIXA DE ENTRADA DO EDIFICIO Tabela 2 Dirnensionamento de Caixas Internas Pontos Acurnulados na Caixa Ate De De De De De De 5 6 22 36 71 141 281 a 21 a 35 a 70 a 140 a280 a 420 Caixa de Distribuicao Geral Caixa de Distribuicao - - N."4 N." 5 N."6 N."7 N."8 N."8* N."3 N.·4 N."5 N."6 N."7 N."7* Acimade420 0 Caixa de Passagem N." I N."2 N."3 N."4 N."5 N."6 N."6* Poco de Elevacao (ver item 5.9) • A enteric da Concessionarle, devera ser utillzado poco de eleva~o. nada No easo de edificacoes com mais de urn bloeo, urn dos blocos devera ter sua caixa de distribuicao geral dimensio para 0 somat6rio dos pontos de todos os blocos que constituem 0 conjunto (ver Item 8). ntraJll­ As dimensoes padronizadas para as caixas referidas na Tabela 2, correspondentes aos rnimeros indicados, eneo se na Tabela 3. Se a tubulacao de entrada do ediffcio for subterranea, devera terminar numa eaixa subterranea, que e dimension ada em do ruimero total de pontos do ediffcio, conforme a Tabela 5. fun~ao Tabela 5 Dirnensionarnento da Caixa de Entrada do Edificio Dimens5es Internas Numero Total de Pontos do Ediffcio Ate 35 De 36 a 140 De 141 a 420 Acima de 420 Tipo de Caixa RI R2 R3 I - Comprimento (em) Largura (em) Altura (em) 60 107 120 215 35 52 120 130 50 50 130 180 5.7 DETERMINAc;:Ao DA ALTURA E DO AFASTAMENTO DO CABO DE ENTRADA AEREO Se 0 cabo de entrada do edificio for aereo, deverao ser obedeeidas as alturas minimas estabelecidas na Tabela 6. 448 1 ! Instalacoes Eletricas 1 ! Tabela 6 Alturas Minimas para a Entrada de Cabos Aereos Altura Minima da Ferragem com Relacao ao Passeio Altura Minima do Eletroduto de Entrada com Relacao ao Passeio (m) (m) Cabo aereo do mesmo lade do ediffcio 3.50 3.00 Cabo aereo do outro lado da rua 6,00 3,00 Situacoes Tfpicas de Entradas Aereas Ediffcio em nfvel inferior ao do passeio Instalacoes Telefonicasem Edificios 449 5.10 DlMENSIONAMENTO DE SALAS DO DISTRIBUIDOR GERAL Quando 0 porte do.ediffcio for tal. que exigir uma caixa de distribuicao geral de grandes dimens6es, sera necessario projetar uma sala especial para 0 distribuidor geral. As dimens6es da sala do distribuidor geral devem ser determinadas em conjunto entre a Concessionaria e 0 construtor, e sua altura deve corresponder a altura do pavimento onde estiver localizada. A area necessaria para a sala do distribuidor geral pode ser determinada pelos criterios abaixo. Esses criterios nao sao ngidos e servem apenas como orientacao: a) Ediffcios com ate I 000 pontos: 6 m'. b) Ediffcios com mais de I 000 pontos: I m' adicional para cada 500 pontos ou fracao que ultrapassar os I 000 pontos iniciais. Estudo conjunto com a Concesslonaria 6. SEQUENCIA BAsICA PARA A ELABORACAO DE PROJETOS Os seguintes afastamentos minimos devem ser observados entre eletrica que alimentam 0 edificio: 0 cabo telefonico de entrada e os cabos de energia ~ a) Cabos de baixa tensao: 0,60 m. b) Cabos de alta tensao: 2,0 m. Na elaboracao de urn projeto de tubulacao, os estudos devem ser indicados pela tubulacao secundaria, passandu em seguida para a tubulacao primaria e terminando na tubulacao de entrada. qualquer que seja 0 tipo de ediffcio para 0 qual a mesma esta sendo projetada. As etapas basicas para a elaboracao de projetos, definidas a seguir, aplicam-se a qualquer tipo de predio, independen­ temente do uso a que se destina. 6.1 ETAPAS DO PROJETO DE TUBUL~AO SECUNDARIA 5.8 DETERMINAC;AO DO COMPRIMENTO DAS TUBULAC;OES EM FUNC;AO DO NUMERO DE CURVAS EXISTENTES Deterrninar 0 rnirnero e os locais onde deverao ser instaladas as caixas de safda em cada parte do edificio (apartamento, loja, escrit6rios etc.), de acordo com os criterios estabelecidos no Item 5.2 para os diferentes tipos de predios, incluindo­ se, caso existarn, a portaria, a casa do zelador, 0 salao de festas e demais dependencias. Determinar, dentro de cada parte do ediffcio, 0 local onde ficara a caixa de safda principal que sera interligada com a caixa de distribuicao que atende ao andar. Determinar 0 trajeto da tubulacao dentro de cada parte do ediffcio, de modo a interligar todas as caixas de safda a caixa de saida principal, projetando caixas de passagern, se estas forem necessarias, para limitar 0 comprimento das tubulacoes e/ou 0 numero de curvas, conforrne os criterios estabelecidos no Item 5.8. Deterrninar 0 diarnetro dos tubos e as dimens6es das caixas pertencentes a tubulacao secundaria, utilizando os valores indicados nas Tabelas I e 2 (Ilens 5.3 e 5.4). Em ediffcios comerciais, onde existem areas de escrit6rios com mais de dez caixas de safda, devem ser utilizados sis­ temas de distribuicao em malha no piso para a interligacao das caixas de safda a caixa de safda principal. Depois de elaborado 0 projeto da tubulacao secundaria, deve ser elaborado 0 projeto da tubulacao primaria. Os comprimentos dos lances de tubulacoes sao limitados para facilitar a enfiacao do cabo no tubo. 0 maior limitante para 0 comprimento das tubulacoes, porern, e 0 numero de curvas existentes entre as caixas. As curvas admitidas nos lan­ ces de tubulacoes devem obedecer aos seguintes criterios: a) As curvas nao podem ser reversas. b) 0 mimero maximo de curvas que pode existir e dois. Os comprimentos maximos admitidos para as tubulacoes primaria e secundaria, ou para a tubulacao de entrada, no caso de cabos aereos, dimensionadas conforrne a Tabela I, sao os seguintes: a) Trechos Retilineos: ate 15 metros para tubulacoes verticais e 30 metros para tubulacoes horizontais. b) Trechos com uma Curva: ate 12 metros para tubulacoes verticais e 24 metros para tubulacoes horizontais. c) Trechos com duas Curvas: ate 9 metros para tubulacoes verticais e 18 metros para tubulacoes horizontais. Os comprimentos maximos admitidos para as tubulacoes de entrada subterraneas, dimensionadas conforrne a Tabela 4, sao os seguintes: 6.2 ETAPAS DO PROJETO DE TUBULACAo PRlMARIA a) Trechos Retilfneos: ate 60 metros para tubulacoes horizontais. b) Trechos com uma Curva: ate 50 metros para tubulacoes horizontais. c) Trechos com duas Curvas: ate 40 metros para tubulacoes horizontais. Determinar 0 numero de prumadas necessarias ao edificio. 0 mimero de prumadas necessarias pode ser maior que urn. em funcao dos seguintes criterios: a) Existencia de obstaculos intransponiveis no trajeto da tubulacao vertical. b) Concepcoes arquitetonicas que estabelecam blocos separados sobre a mesma base. c) Edificios que possuam varias entradas, com areas de circulacao independentes. 5.9 DlMENSIONAMENTO DE POC;OS DE ELEVAC;AO Os pecos de elevacao destinam-se a substituir as tubulacoes convencionais e sao obrigat6rios nos casos em que 0 mi­ mero de pontos telefonicos acumulados na prumada exceder a 420. Os pecos de elevacao sao constituidos poruma sucessao de cubfculos dispostos verticalrnente, com a altura de cada urn deles correspondendo ao pe direito dos andares e ligados entre si atraves de abertura nas Iajes. A continuidade dos po~os de elevacao e estabelecida atraves de duas aberturas quadradas, de 0.30 X 0,30 m, no mfnimo, executadas nas lajes de cada andar, junto as paredes dos cubiculos, Essas aberturas devem ser vedadas com material terrnoisolante removivel enquanto nao estiverem sendo usadas. A largura e a profundidade minimas de urn poco de elevacao serao, respectivarnente, 1,50 m e 0,40 m. As portas dos cubfculos devem ser providas de soleiras reforcadas, de 0,10 m de altura, e devem ter 2,10 m de aloora minima. Sua largura deve corresponder a largura do cubfculo e pode ter uma ou duas folhas. As folhas das portas devem se abrir para fora e possuir fechaduras. Os cubfculos devem ser equipados com paineis de madeira. de dimens6es mfnimas de 1.20 m X 1.20 me espessura de 0,25 m, centralizados nas paredes do fundo dos cubfculos. A extremidade inferior desses paineis deve estar situada a 0,50 mdopiso. As tubulacoes secundarias de cada andar devem SaIT pelo piso, encostadas a parede do fundo do cubiculo. Suas extr~­ midades devem ser salientes e ter urn comprimento livre de 0,10 m. As tubulacoes nao podem sair pelas paredes !~tera;S dos cubfculos, pois estas receberao 0 cabo da rede intema, que obstruiria tais safdas, prejudicando os futures usuanos 0 edificio. Calcular 0 ruimero total de pontos telefonicos (nao incluir as extens6es) de cada andar atendidos atraves de uma mesma prumada, Calcular 0 mimero total de pontos telefOnicos atendidos por aquelaprumada, somando-se os valores encontra­ dos para cada andar. Se 0 numero total de pontos telefonicos atendidos por uma mesma prumada for igual ou inferior a 420 (ou 280. a cri­ terio da Concessionaria) e se 0 construtor decidir executar a prumada em tubulacao convencional, localizar as caixas de distribui~ao e a caixa de distribuicao geral do ediffcio sempre em areas comuns. em funcao dos seguintes criterios: - Caixa de Distribuicao Geral (Ponto Terminal da Rede): a) A caixa, obrigatoriarnente, devera estar localizada no andar terreo. b) A caixa nao deve ser localizada dentro de sal6es de festas ou em outras areas que possam acarretar dificuldades de acesso a mesma. - Caixas de Distribuicao: a) A Tabela 7 pode ser usada como guia para a determinacao da localizacao das caixas. Porern, em casos especiais e de real necessidade, devido as peculiaridades do edificio para 0 qual a tubulacao esta sendo projetada, 0 esque­ ma de distribuicao das caixas podera diferir da TabeIa 7. b) Nos edificios onde a numeracao dos andares comecar pelo terreo, a Tabela 7 deve ser adaptada, para ficar de acordo com a nurnera~ao existente. Neste caso, a designa~ao "terreo" deve ser substituida por "I.' andar". e deve-se acres­ centar urn andar aos demais. Desse modo, onde esta escrito ''2.'''. deve-se entender "3...•e assim por diante. ...:-J4\ :.;-';:';-.:- ;. :-~'"' ~..:'.~ .' .... '. ':.." , : ;t~~'·i.~~\~·'· '.:': ~. -, ::;".- '.; " .'~-". -: .: :.'.' .;.,~,,( ':.l:":/';:;'::'­ '; ! 450 Instalacoes Eletricas Instalacoes Telefonicas em Edifieios Tabela 7 Esquema de Localizacao das Caixas de Distribuicao - Andares - N.· de Andares Ate De De De De De De De De De De - - 2 3 5 8 II 14 17 20 23 26 29 Etc. a a a a a a a a a a Terreo 2.· 5.· 8.· ll.· 14.· 17." 20." 23.· 26.· 29.­ X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 Etc. c) Como regra geral, cada caixa de distribuicao deve atender a urn andar abaixo e urn acimadaquele em que estiver localizada, salvo as ultimas caixas das prumadas, que poderao atender a ate dois andares para cima. Depois de localizadas as caixas, detenninar 0 trajeto da tubulacao entre a caixa de distribuicao que atende a urn andar e cada uma das caixas de saida escolhidas para esta interligacao (ver Item 6.3), projetando caixas de passa­ gem, se estas forem necessarias, para limitar os comprimentos das tubulacoes e/ou 0 mimero de curvas, conforme os criterios estabelecidos no Item 5.8. Calcular 0 mimero total de pontos telefonicos acumulados em cada trecho da tubulacao e calcular 0 mimero de pontos atendidos por cada caixa de distribuicao que alimenta urn ou mais andares. Calcular 0 ruirnero total de pontos telefonicos acumulados em cada caixa de distribuicao, comecando pela mais distante e terminando na caixa de distribuicao geral. Deterrninar as dimensoes das caixas e a quantidade e diametro dos tubos que as interligam, aplicando os valores das Tabelas I e 2 (Itens 5.3 e 5.4). Se 0 mimero total de pontos telefonicos atendidos por urna mesma prumada for superior a 420 (ou 280, a criterio da Concessionaria), ou se 0 construtor assim 0 decidir, independentemente do mirnero destes, deve ser projetado urn poco de elevacao, observando os criterios estabelecidos nos itens seguintes: - - A entrada sera subterranea quando: a) 0 ediffcio possuir mais que 20 pontos telefonicos, b) A rede da Concessionaria for subterranea no local. c) 0 construtor preferir a entrada subterranea por razoes esteticas, A entrada sera aerea quando: a) 0 edificio possuir 20 pontos telefonicos ou menos. b) As condicoes da rede da Concessionaria no local 0 pennitirem. Os dados referentes it rede da Concessionaria no local devem ser obtidos pelo projetista ou construtor junto it mes­ rna. As seguintes informacoes devem ser prestadas pela Concessionaria ao construtor: a) Se a rede no local e aerea ou subterranea. b) De que lado da rua passam os cabos. c) Se ha ou nao previsao de alteracoes da rede no local (passagem de aerea para subterranea, rnudanca do lade da rua etc.). d) A melhor posicao para a construcao da caixa de entrada do edificio, se esta existir. cabo de entrada do ediffcio for subterraneo, os seguintes passos devem ser seguidos na elaboracao do projeto: Se 0 - - Locar uma caixa subterranea para 0 atendimento do edificio, de dirnensoes detenninadas conforme a Tabela 5 (Item 5.6), no limite do alinhamento predial. Bsta caixa nao deve ser localizada em pontos onde transitam veiculos (como entradas de garagens, por exemplo), pois 0 tarnpao especificado para a mesma nao e dimensionado para suportar 0 peso de vefculos, Detenninar 0 trajeto da tubulacao de entrada desde a caixa de entrada do edificio ate a caixa de distribuicao geral, projetando-se caixas de passagem intermediaries, se estas forem necessaries, para limitar 0 comprimento da tubu­ layao e/ou 0 mimero de curvas, conforme os criterios estabelecidos no Item 5.8. As caixas subterraneas intermedi­ arias devem ser localizadas e dimensionadas conforme os criterios estabelecidos no item anterior. Dimensionar a tubulacao de entrada, aplicando-se a Tabela 4 (Item 5.5). Se 0 cabo de entrada do edificio for aereo, os seguintes pass os devem ser seguidos na elaboracao do projeto: Entrada Direta pela Fachada: a) Locar a posicao exata em que-atubulacao de entrada saira na fachada do edificio, em funcao dos elementos estabelecidos na Tabela 6 (Item 5.7). b) A entrada deve ser localizada de forma que 0 cabo telefonico de entrada nao cruze com linhas de energia eletrica e que mantenha os afastamentos minimos com essas linhas estabelecidos no Item 5.7. 0 cabo de entrada nao deve, ainda, atravessar terrenos de terceiros e deve ser colocado em posicao tal que nao possa ser facilmente alcancado pel os ocupantes do edificio (ver Fig. 3). Projetar cubfculos de disrribuieao em todos os andares, Como regra geral, cada cubiculo de distribuicao atendera apenas ao andar no qual estiver localizado. Determinar 0 trajeto da tubulacao entre 0 cubfculo de distribuicao que atende ao andar e cada uma das caixas de saida escolhidas para esta interligacao (ver Item 6.3), projetando caixas de passagem, se estas forem necessarias, para limitar os comprimentos das tubulacoes elou 0 mimero de curvas, conforme os criterios estabelecidos no Item 5.8. Calcular 0 mimero total de pontos telefonicos acumulados em cada trecho da tubulacao e calcular 0 mimero de pontos atendidos por cada cubfculo de distribuicao. Determinar as dimensoes dos cubfculos de distribuicao, das aberturas de continuidade, das portas e paineis de fun­ do, de acordo com 0 que estabelece 0 Item 5.9. Se 0 edificio possuir urn elevado ruimero de pontos telefonicos ou mais de urn poco de elevacao, devera ser proje­ tada urna sala para 0 distribuidor geral do mesmo. Os seguintes criterios deverao ser seguidos, neste caso: a) Esta sala sera de uso exclusivo da Concessionaria, que determinara.junto com 0 construtor, as dimensoes das mes­ mas. As regras gerais estabelecidas no Item 5.10 podem ser seguidas para este dimensionamento. b) A sala do distribuidor geral devera comunicar-se com as areas de usa comum do ediffcio, e deve estar localizada no terreo ou subsolo, desde que este nao esteja sujeito a inundacoes e seja bern ventilado. c) A sala do distribuidor geral devera, sempre que possfvel, estar localizada imediatamente abaixo do poco de eleva­ yao. Quando isto nao for possfvel, ou quando existir mais de urn poco de elevacao, a sala do distribuidor ge~ de­ vera serinterligada ao poco ou pOyOS de elevacao atraves de tubos de ferro de 75 mm, dimensionados em funyao do mimero de pontos telefOnicos do ediffcio, a criterio da Concessionaria, Os comprimentos e curvaturas desses tubos devem obedecer aos criterios estabelecidos no Item 5.8. Depois de elaborado 0 projeto da tubulacao primaria, deve ser elaborado 0 projeto da tubulacao de entrada. ANCORA ~ CABO MENSAGEIRO 1 "\ -er-~#/2'W CABO TELEF6NICO _ _ I-- TUBULACAo OE ENTRADA I-- POSTE DA CONCESSIONARIA CAIXA m' 3/£ ~/E//5"/L::::P'6'/L50'..:..... LJ~ nl~TAIAlllr'n ""AM ,oo.o:<>~ :F~~ ;.:p~ :\>~~ ° ° 0 6.3 ET APAS DO PROJETO DA TUBULAc;Ao DE ENTRADA o primeiro passo para a elaboracao do projeto da tubulacao de entrada e defmir se 0 cabo de entrada do edificio sera subterraneo ou aereo.Ds seguintes criterios devem ser observados nessa definicao: 451 .9"/,0'/~,L-7/F Fig. 3 p --, ,52 Instalacoes Telefonicas em Edificios Insralacocs Elemcas CAIXA DE DISTRIBUIQAO GERAL _ 7 POSTE DE ACESSO 010 ALiNHAMENTO PREDIAL _ CANO DE FERRO GALVANIZADO (OU PVC EMBUTIDO NO POSTEl PASSEID ~/'/ij//J/~/~T:.t;·~;:~·:<>~~}J/~of}I;a~~~:~.• ~ ,~~:~ DUTODEPVCOUDCA ~l'" J -.. ,. . . ' ¥B£ Fig. 4 c) Determinar 0 trajeto de tubulacao de entrada, desde 0 ponto determinado na fachada ate a caixa de distribuicao geral, projetando caixas de passagem, se estas forem necessarias, para limitar 0 comprimento da tubulacao e/ou o rnirnero de curvas, conforme os criterios estabelecidos no Item 5.8. d) Dimensionar a tubulacao de entrada, aplicando-se a Tabela I (Item 5.3). Entrada atraves de urn Poste de Acesso: a) Locar, no limite do alinhamento predial, urn poste de acesso de altura suficiente para atender aos valores estabe­ lecidos na Tabela 6 (Item 5.7). b) Determinar 0 trajeto das tubulacoes de entrada, desde 0 poste de acesso do ediffcio ate a caixa de distribuicae geral, projetando caixas de passagem, se estas forem necessarias, para limitar 0 comprimento da tubulacao e/oU o mimero de curvas, conforme os criterios estabelecidos no Item 5.8 (ver Fig. 4). c) Dimensionar a tubulacao de entrada, aplicando-se a Tabela I (Item 5.3). Se 0 ediffcio nao possuir altura suficiente para atender aos valores estabelecidos na Tabela 6 (Item 5.7), a Conces­ sionaria deve ser consultada para determinar, junto com 0 construtor, a melhor forma de proceder it liga~ao do edi­ ffcio it rede extema. 7. SISTEMAS DE DISTRIBUI<;:AO NOS ANDARES 7.1 SISTEMA EM MALHA DE PISO COM TUBULA<;:Ao CONVENCIONAL Os sistemas em malha de piso, constitufdos por tubulacoes convencionais, podem ser utilizados sempre que houver necessidade de interligar urn mimero de caixas de saida superior a 10, distribuidas na area (ver Item 5.2). o espacarnento maximo entre os eletrodutos que constituem a malha deve ser de tres metros. Os eletrodutos que constituem a malha de piso devem ser dimensionados de forma a permitirem a passagem de cabos de ligacao de Key Systems. 0 diametro do eletroduto deve ser mantido ao longo de seu trajeto, Como regra geral, 0 difime­ tro intemo minimo dos eletrodutos a ser utilizado em sistemas deste tipo e de 25 rom. Os eletrodutos situados nas proximidades da caixa de distribuicao devem ter diametros intemos maiores que 25 rom, para nao estrangular 0 tubo de alimentacao da malha. E conveniente que haja mais de urn ponto de alimentacao da malha de piso para proporcionar maior flexibilidade ac sistema. 7.2 SISTEMA PARALELO DE CANALETAS DE PISO s Os sistemas de canaletas de piso constituem-se numa forma eficiente de distribuir a alimentacae dos pontes telef6nico em todo 0 pavimento, quando nao se dispoe de estimativas precisas da necessidade futura de pontos no pavlmenlo. Os sistemas de canaletas de piso tern ainda a vantagern de permitirem rnudancas na disposicae do conjunto de mesas e outros equipamentos de escritorios, sem grandes problemas de adaptacao do sistema projetado. 453 Os sistemas de canaletas de piso podem ser assentados sobre os sistemas de distribuicao de energia eletrica ou alter­ nando-se com aqueles sistemas. o espacarnento minimo entre as canaletas paralelas para telefones deve ser de 1,50 m e 0 maximo de 3 m. As dirnen­ soes das canaletas a serem utilizadas podem ser determinadas adotando-se I em' de area no corte transversal da canal eta para cada 1,5 m' de area a ser atendida. Essa regra e baseada na ocupacao media de areas de escritorios e nas necessidades medias de service telef6nico para estes. Depois de estabelecidas as dirnensoes e as distancias entre as canaletas a serem utilizadas, devem ser previstas caixas de juncao, cad a qual correspondendo a uma caixa de saida. Como regra geral, 0 espacamento entre as caixas de juncao deve ser de 1,20 m. o sistema de canaletas pode ser alimentado da caixa de distribuicao do andar ou do p090 de elevacao atraves de eletro­ dutos convencionais ou atraves de canaletas. o dimensionamento dos eletrodtltos ou canaletas de alimentacao deve ser criterioso para evitar seu congestionamento. Se forem utilizadas canaletas de alimentacao, estas podem ser dimensionadas adotando-se 0,5 em' de area no corte trans­ versal da canaleta para cada caixa de saida a ser atendida por ela. Econveniente lembrar, porem, que os eletrodutos ou canaletas de alimentacao devem cruzar os eletrodutos ou canaletas do sistema de distribuicao de energia eletrica, 0 que tende a aumentar a espessura do piso. 7.3 SISTEMA EM "PENTE" DE CANALETAS DE PISO o sistema em "pente" de canaletas de piso consiste em varies condutos derivados a 90° e do mesmo lado de urn con­ duto de alimentacao. Pode ser usado, se a Concessionaria 0 admitir, onde houver necessidade de estabelecer a distribuicao de eletricidade e telefones num pavimento, sem aumentar demasiadamente a espessura do piso, o dimensionamento de urn sistema deste tipo deve ser extremamente criterioso, para evitar 0 congestionamento das canaletas. Nos condutos derivados deve ser adotado, como regra geral, 2 em' de area transversal da canaleta para cada 1,5 m' de area a ser atendida. Na canaleta de alirnentacao deve ser adotado I em' de area da secao transversal da mesma para cada caixa de saida a ser atendida por urn mesmo conduto derivado, o espacamento entre as canaletas e a localizacao das caixas de juncao devem seguir os criterios estabelecidos no Item 7.2. 7.4 SISTEMA EM "ESPINHA DE PElXE" DE CANALETAS DE PISO Este sistema constitui-se num tipo particular de sistema de distribuicao em "pente", no qual os condutos derivam a 90° de ambos os lados de urn conduto de alimentacao central. o dimensionamento das canaletas do sistema em "espinha de peixe" deve seguir as mesmas regras estabelecidas no Item 7.3. 7.5 SISTEMAS DE FORRO FALSO A criterio da Concessionaria, poderao ser utilizados sistemas de distribuicao em forro falso. Esses sistemas apresentam graves inconvenientes para as Concessionarias, principalmente com relacao it instalacao e manutencao dos fios e cabos colocados em seu interior, mas, em alguns casos crfticos, e a iinica solucao que pode ser adotada. Esses sistemas s6 devem ser admitidos pelas Concessionarias em casos bastante especiais, quando todas as possibili­ dades de utilizacao de tubulacao convencional ou de sistemas de canaletas de piso estiverem esgotadas. Nao devem nunca ser admitidos em predios novos, em fase de construcao ou projeto. Em predios ja construidos, s6 devem ser autorizados depois de comprovada a total inviabilidade de uso de urn sistema de piso. No sistema de forro falso, os condutos sao suspensos por meio de vergalh6es fixados ao forro e apoiados em suportes. Os fios de distribuicao devem descer ate as caixas de saida atraves de colunas acessorias, como exemplificado na Fig. 5. A alimentacao do sistema pode ser feita diretamente do cubiculo do p090 de elevacao ou atraves de urn sistema convenci­ anal de eletrodutos e caixas de passagern. o sistema de forro falso deve perrnitir facilidade de acesso aos condutos, pela remocao das placas que constiruem 0 farro falso. Essas placas devem ser encaixadas e nunca aparafusadas ou soldadas, Deve permitir, ainda, a movimentacao segura de pessoas no interior do forro falso. A Concessionaria podera exigir, a seu criterio, que, quando da utilizacao de urn sistema de forro falso, toda a fiacao seja instalada pelo assinante, utilizando os materiais e metodos de construcao padronizados pela Concessionaria. Da rnes­ rna forma, a seu criterio, pode exigir que toda e qualquer alteracao na distribuicao da fiacao seja providenciada pelo assi­ nante. A Concessionaria cabe, nesses casos, apenas instalar os aparelhos telef6nicos nos pontos onde derivam os fios de distribui9ao. As caixas de saida devem ser colocadas nas colunas acessorias a 0,30 m do piso. o assinante devera manter it mao, no proprio andar onde houver sido instalado 0 sistema de forro falso, uma esc ada que passibilite 0 acesso aos condutos do forro falso dos funcionarios da Concessionaria, no caso de haver necessidade de exe­ cU9aode services de manutencao na fiacao. Esses funcionarios, porem, so deverao ter acesso aos condutos do forro falso quando acompanhados pelo responsavel pela manutencao do sistema, indicado pelo assinante que ocupa a area. i: " :l~ ',i I~ .\oJ;.... •t, .' ',_:: ".-_":.,~- " -,:-, "": - ,",:"";,,,;. . ;;' ,.i:r~,;p >:,.\.~ . -_:::'-.;:~~-'. v"·~;,,~~i~-~~"~:'~'--·.<, .~.:,.: cr- ,,". -..:,~.~:... ~.: . 1 454 Instalacoes Tclefonicas em Edificios Instalacoes Eletricas 7.6 OUTROS SISTEMAS DE DISTRIBUIC;;AO I 'Coco, Outros sistemas de distribuicao nos andares, como, por exemplo, rodapes metalicos, canaletas suspensas, pisos falsos etc. poderao ser utilizados, desde que previamente aprovados pela Concessionaria, I C? 8.2 8.3 8.4 8.5 86 BLOCO E l-Y-\ . . I ~l~_~I~~~~_~".~~?~ ~', , , ' 8. EDlFicIOS CONSTITuiDOS POR VARIOS BLOCOS 8.1 455 ~'AA""&AA",_·: Nos ediffcios constitufdos de varies blocos, a tubulacao de entrada deve ser ligada a uma unica caixa de distribuicao gera! ou sala de distribuidor geral pertencente a urn dos blocos. As caixas de distribuicao geral ou salas de distribuidor geral dos demais blocos devem ser interligadas a caixa ou sala que deu acesso aos cabos da rede externa. Essa caixa de distribuicao geral ou sala de distribuidor geral, que interligada rede externa, deve ser dimensiona­ da pelo somatorio total de todos OS pontos telefonicos previstos para os varies blocos nela acumulados. Para seu dimensionamento, deve ser utilizada a Tabela 2 (Item 5.4). As tubulacoes de interligacao das demais caixas de distribuicao geral ou salas a caixa ou sala principal devem ser dimensionadas de acordo com a Tabela 4 (Item 5.5), projetando-se caixas de passagem, se estas forem necessa­ rias, para limitar os comprimentos das rubulacoes e/ou elirninar curvas, conforme os criterios estabelecidos no e LJOC ::;:: _ _ CAIXASUBTERRANEA ~' a a w a -c ~ ::J BLOCOA .,_-----,L.--~..." SALA DO DIS;rRIBUIDOR GERAL ' c:::::::::=:J------­ ~-: Item 5.8. o mesmo criterio se aplica para os casos de edificacoes constitufdas por varies predios isolados dentro de urn mes­ mo terreno, conforme mostra a Fig. 6. o construtor sera responsavel pela instalacao das tubulacoes acima referidas, conforme estabelece 0 Item 3.3 desta w' 0' t--' =>, a: ur , a, «' instrucao, :1:' ~: ..J: ,...., L_l'-- CAIXA DE ENTRADA DO PREOrO PASSEro ------10 LINHA DE DUTOS DA CONCESSIONARIA ~A SUBTERRANEA DA CONCESSIONAR1A ... =-'" D-­ RUA -----+­ Fig. 6 9. MATERIAlS UTILIZADOS NA EXECUl;AO DE TUBULAl;OES TELEFONICAS 9.1 Os materiais a serem utilizados na execucso de tubulacoes telefOnicas devem ser rigorosarnente adequados as fina­ lidades a que se destinam e devern satisfazer as Normas aplicaveis da ABNT. 9.2 ELETRODUTOS Devem ser utilizados unicamente eletrodutos rfgidos, sem costuras ou rebarbas, de ferro galvanizado, metal esmaltado a quente, PVC ou similar. As luvas, curvas, buchas e arruelas devem set de material e dimensoes cornpativeis com eletrodutos aos quais sao ligadas. Os diarnetros internos minimos des eletrodutos que poderao ser utilizados sao os indicados na Tabela 1, Item 5.3. Os eletrodutos rfgidos metalicos, apenas esmaltados, s6 poderao ser utilizados em instalacoes internas nao sujeitas a corrosao, No caso de tubulacoes metalicas expostas ao tempo, deverao ser utilizados eletrodutos galvanizados. CQLUNA COM FIACAO TELEFONICA ~ CONDUTO' ALiMENTADOR ~ _) SISTEMA DE DISTRIBUICAO DEENERGIA 9.3 CAIXAS As eaixas de safda, de passagem, de distribuicao e de distribuicao geral deverao ser construfdas em metal, utilizando chapa de aco de, no mfnimo, 1,0 rom de espessura com toda a superfieie metalica previamente decapada e pintada com tinta antiferrugem. Poderao set utilizados outros materials, desde que previamente aprovados pela Concessionaria. As dimensoes internas dascaixas devem estar de acordo com a Tabela 3, Item 5.4. 9.4 DUTOS PARA ENTRADAS SUBTERRANEAS Fig. 5 Poderao ser utilizados dutos de PVC rfgido ou de cimento amianto, e devem estar de acordo com as Concessionarias. Os dutos de ferro galvanizado somente deverao ser utilizados em locais onde, a criterio da Concessionana, as condi­ ,Des existentes impedirem 0 usa de outros tipos de dutos. l 456 Instalacoes Telefonicas em Edificios Instalacoes Eletricas 9.5 CAIXAS DE ENTRADA DOS EDlFlCIOS As caixas subterraneas de entrada dos ediffcios poderao ser construfdas ern alvenaria de tijolos, revestidas de cimento e areia, ou ern concreto. Devem ser construfdos p090S de esgotamento (drenos), nas caixas para escoamento das aguas pluviais, e instaladas ferragens para suportacao dos cabos telefonicos ern seu interior. As dirnensoes internas das caixas subterraneas devem estar de acordo corn a Tabela 5. As caixas subterraneas devem ser equipadas corn tampoes retangulares, de ferro, forneeido pelo construtor. Os tam­ poes devem estar de acordo corn as Concessionarias. 9.6 CANALETAS DE PISO OU FORRO FALSO As canaletas devem ser rigidas, metalicas, de secao retangular e resistencia mecanica suficiente para suportar os esfor­ 90S a que serao submetidas. A superffcie da parte interna das canaletas deve ser lisa e isenta de rebarbas, saliencias e ressaltos. As canaletas de forro falso devem possuir tampas ern toda a sua extensao, nao devendo 0 sistema de fechamento utili­ zar parafusos ou outros elementos de fixacao permanente. 10. INSTALAc;:Ao 10.1 ELETRODUTOS Os eletrodutos rigidos devem ser emendados atraves de luvas atarraxadas em ambas as extremidades a serem ligadas, as quais serao introduzidas na luva ate se tocarem, para assegurar a continuidade interna da instalacao, conforme estabe­ Ieee a NB-3 da ABNT. Os eletrodutos de PVC poderao ser colados a frio. Ajuncao dos eletrodutos de uma mesma linha deve ser feita de modo a permitir e manter permanentemente 0 alinha­ mento e a estanqueidade. Os eletrodutos rigidos s6 poderao ser cortados perpendiculannente a seu eixo. As rebarbas deixadas nas operacoes de corte ou de abertura de novas roscas devem ser retiradas. As extremidades dos eletrodutos, quer sejam internos quer sejam externos, embutidos ou nao, deverao ser protegidas corn buchas de vedacao. Os eletrodutos, sempre que possfvel, devem ser assentados em linha reta. Nao poderao ser feitas curvas nos eletrodutos rigidos, devendo ser usadas, quando necessarias, curvas pre-fabricadas. As curvas devem ser de padrao comereial e devem estar de acordo corn 0 diametro do e1etroduto empregado. A colocacao de tubulacao embutida ern pecas estruturais de concreto armado devera ser feita de modo que a tubulacao " nao fique sujeita a esforcos, conforme recomenda a NB-3 da ABNT. Os eletrodutos embutidos ern vigas e lajes de concreto armado devem ser colocados sobre os vergalh6es que constitu­ ern as armaduras inferiores, devendo ser fechadas todas as entradas e bocas dos eletrodutos, para impedir a entrada de nata de eimento durante a colocacao de concreto nas formas, conforme recomenda a NB-3 da ABNT. Nas juntas de dilatacao a tubulacao devera ser seccionada, colocando-se caixas de passagem junto a mesma, uma de cada lado. Numa das caixas urn dos eletrodutos nao deve ser fixado, ficando livre. Outros recursos, como, por exernplo, a utilizacao de uma luva sem rosca do mesmo material do eletroduto, colocada na junta de dilatacao para permitir 0 livre deslizamento dos eletrodutos, poderao ser utilizados, desde que aprovados pela Concessionaria. Os eletrodutos aparentes deverao ser fixados de modo a constituir urn sistema de boa aparencia e suficiente segur an9a para suportar 0 peso do cabo e os esforcos de puxamento. Ern todos os lances da tubulacao deverao ser passados ararnes-guia, de a90 galvanizado de 1,65 mrn de diarnetro, que deverao ficar dentro das tubulacoes, presos nas buchas de vedacao, ate sua utilizacao no puxamento dos cabos, Toda tubulacao metalica devera ter uma liga9ao a terra, suficiente para desvio de correntes estranhas. A resistencia a terra ern qualquer ponto da tubulacao nao deve exceder a 30 ohms. 10.2 CAIXAS DE PASSAGEM, DlSTRIBUI\:Ao, DlSTRIBUI\:A.O GERAL E SALAS DE DlSTRIBUIDOR GERAL Todas as caixas devem ser situadas ern recintos secos, abrigados e seguros, de facil acesso e localizados em areas de usa comum do ediffcio, As portas de todas as caixas devem ser providas de fechaduras e de dispositivos para ventilacao e so devem se abrir para 0 lado de fora das caixas. ada As portas devem se abrir de modo a deixar inteiramente livre a abertura da caixa. Esta exigencia devera ser observ com cuidado, para facililar 0 trabalho do pessoal encarregado de executar as emendas dos cabos e realizar servi90s de instalacao no interior das caixas. ada Nas proximidades de cada caixa de distribuicao geral ou dentro de cada sala de distribuidor geral, devera ser instal urna tomada de energia eletrica de 110 ou 220 V, conforme for a tensao de distribuicao da localidade onde 0 ediffcio es- river situado. • ­ 457 As salas de distribuidor geral devem ser equipadas tambem com luminarias e interruptor. A fixacao dos eletrodutos nas caixas deve ser feita por meio de arruelas e buchas de protecao. Os eletrodutos nao de­ vern ter, nas caixas, saliencies maiores do que a altura da arruela mais a bucha de protecao. As caixas de passagem, de distribuicao e de distribuicao geral deverao ser instaladas de modo que seu centro se situe a 1,30 m do piso. As caixas de distribuicao geral e as salas de distribuidor geral devem ser providas de pelo menos urn ponto de tena, cuja resistencia de terra nao deve ser superior a 30 ohms. 10.3 CAIXAS DE SAfDA EM PAREDES Devem ser localizadas a aproximadamente 0,30 m do centro ao piso, para telefones de mesa ou portateis, e a 1,30 m do centro ao piso, para telefones de parede. 10.4 CAIXAS DE ENTRADA DOS EDlFlCIOS As caixas subterraneas de entrada dos ediffcios devem obedecer aos detalhes construtivos e as especificacoes dos materiais determinados pela Concessionaria. Ern cada caixa devem ser colocadas ferragens para sustentacao dos cabos, confonne as Concessionarias, o acabamento interne das caixas devera ser feito de modo que as paredes das mesmas fiquem lisas e planas, nao se admitindo suleos, furos ou saliencies. 0 pescoco devera manter as dimensoes da abertura da base. As caixas deverao ser limpas de toda a sobra de material ou entulho. o tampao, quando instalado ern calcadas, devera ficar nivelado com aquelas. Se instal ado em areas verdes, deve ficar 20 ern acima do solo. Os pisos das caixas devem ter uma inclinacao rnfnima de 3% no sentido do p090 de esgotamento (dreno). 10.5 DUTOS PARA TUBULA\:OES DE ENTRADA A instalacao dos dutos de PVC ou de eimento arnianto para as tubulacoes de entrada deve ser feita de acordo corn a Concessionaria, - - Todos os dutos, antes de serem colocados na vala, deverao ser inspecionados, a fim de se verificar se os furos estao limpos e livres de quaisquer saliencias asperas que possam danificar 0 cabo. As juncoes do tipo soldavel e as superffcies a serem coladas deverao estar completamente limpas e secas, para que se obtenha uma boa conexao. As juncoes dos dutos de cimento amianto sao feitas corn aneis de borracha colocados nas ra­ nhuras pr6ximas as extremidades das pontas. Caso os trabalhos de assentamento dos dutos sejam interrompidos, os mesmos deverao ter suas bocas vedadas corn tampoes apropriados. 0 mesmo devera ser feito ap6s 0 termino da construcao da linha de dutos. 10.6 CANALETAS DE PISO E FORRO FALSO As canaletas s6 devem ser cortadas perpendicularrnente a seu eixo, retirando-se cuidadosamente todas as rebarbas deixadas na operacao de corte. As emendas das canaletas devem ser feitas de forma a garantir perfeita continuidade eletrica, resistencia mecanica equivalente ados condutos sem emendas, vedacao adequada, de forma a impedir a entrada de argamassa ou nata de con­ creto, continuidade e regularidade da superffcie interna. As canaletas, quando interligadas as caixas de distribuicao, devem ser terminadas nestas por meio de luvas, de modo a garantir a continuidade eletrica e assegurar a integridade dos fios e cabos no processo de instalacao dos mesmos. Os finais das canaletas de piso devem ser adequadamente tampados, de forma a impedira entrada de argamassa ou nata de concreto. Nos sistemas de forro falso, a interligacao entre as canaletas e as colunas de distribuicao deve ser feita com caixas de juncao, mantendo a continuidade eletrica da tubulacao, As colunas dos sistemas de forro falso devem ser do mesmo tipo e material que 0 das canaletas. As canaletas dos sistemas de forro falso devem possuir tampa removfvel ern toda a sua extensao, de modo a tornar 0 trabalho de instalacao da fiacao urna simples deposicao dos fios ou cabos dentro das canal etas. Nao se admite a instalacao de fios de energia eletrica dentro das canaletas destinadas ao sistema telefonico, 11. APROVAc;:Ao DE PROJETOS Para que 0 projeto seja aprovado, eprecise que tenha sido elaborado de acordo corn os criterios estabelecidos nesta Norma e encarninhado a Concessionaria atraves de uma carta solicitando sua aprovacao. 1l.2 o projeto deve ser encarninhado acompanhado dos seguintes documentos: a) Carta solicitando aprovacao do projeto de tubulacao telefOnica. II.I . .' ~; .. «,-;'71';;-;", ;:: -',-' i'::>';0i~~::~";'- "-:.".:.-:- ~~-:,-;".,:. - 458 .~ .. : '-_··~~.o'...",1-~·:_!.D:.~V.: ~'!i~~-.:'.i!., "' ':. ;'-'...- :i::.~i·:-J~,,~: ~ .. , Instalacocs Telefonicas em Edificios Instalacoes Eletricas b) c) -d) e) Memorial descritivo do projeto de tubulacao telefonica, Plantas da tubulacao secundaria, Cortes esquematicos das tubulacoes primarias e de entrada. Planta de localizacao do ediffcio. I L3 PEDIDODE APROVA<;AO DE PROJETO DE TUBULAI;AOTELEF6NICA 0 o· I­ Z 0: Vl <{ ~ E uma carta do construtor it Concessionaria, que deve indicar 0 endereco do ediffcio, declarar que 0 projeto foi elabo­ rado de acordo com a presente Norma e solicitar a aprovacao do projeto Eimportante que a carta indique 0 endereco e 0 telefone de contato, para complementar. 0 o ~ _-c u x :> a <{ caso de ser necessaria alguma informacao 0 o· Z I­ ~ a ~ -c x <{ :> u I 1.4PLANTA DE LOCALIZA<;AO DO EDIFICIO o A planta de localizacao do ediffcio, que pode fazer parte de urn dos desenhos do projeto, devera ser desenhada em escala nao inferior a 1:500 e conter as seguintes informacoes: I­ 0: ~ :> a) Localizacao do edificio ou conjunto de ediffcios dentro do terreno. b) Localizacao do terreno com relacao it rua de frente e as Iaterais. a o .Q \0, 15 ~ ::l1 ~ -< ,~s SIMBOLOGIA PADRONIZADA PARADESENHOS DESCRIl;:AO CAIXA DE SAfDA OU DE PASSAGEM PARA FIOS, NA PAREDE, A 30 em DO CENTRO AO PISO. CAIXA DE SAiDA OU DE PASSAGEM PARA FIOS, NA PAREDE, A 1,30 em DO CENTRO AO PISO. EM PLANTA ) N~ J CAIXA DE DISTRIBUI<;:AO OU PASSAGEM PARA CABOS, NA PAREDE. ~ CAIXA DE DISTRIBUI<;:AO GERAL. ~u;aa SALA DO DISTRIBUIDOR GERAL. JY!0C CUB[CULO EM PO<;:ODE ELEVA<;:iio. CAIXA SUBTERRANEA PARA EMENDA OU PASSAGEM DE CABOS (PISOS). EM ELEVA9AO II II 0 N~ ~ . ~ • U TUBULA<;:AO DESCE. ? ? ~ .> SUMARIO DE CONTAGEM. a) Pontes por andar: b) Pontos acurnulados no andar. 0 111:;0-c is o ~ i~s I­ _ !'!.oJ§.TQ _ -­ ~ e., ,. ~ . ~ ~~ U NOPISO TUBULA9Ao. 1111 ~ 0 © TUBULA<;:AO SOBE. o ~ CAlXA DE SAiDA OU DE PASSAGEM. PARA FIOS NO PISO. ~ '< U' -e .....l 1 ou 2 ~ - - IrM ~ ~ANDAR '" :> ~ u EE sf:> "NOAR ~ Mlt.I.I 200mm V ~ANOAR § M't4.1500 LJ a <:~~~-cr~ 1l.o ¢:,: 0 -~;?'b.r.~ ".0:' <~::!5:, -~~O _,'.1'1 5'? ANOAR EL,E !!m ~QJ co l • -- 2'? ANDAR EL,E EB 8 @ B, mm. 1'? ANOAR Ii , GEAAL - D.G. ~1 , ~J~ L u~-c--.._~_._._-------t-~-_._J . CA'XA DE DISTR'BU.C;;,l,O TtRREO i B...J PLANTA ~~~/E//F/o SUllSOLO CAIXADE ENTRADA DO EDlFoelO = 'l/E""//&E//£ NOTA: Medid~s em I 5 711_ ':q;~~ CORTE A-A 3'? "NOAR -,I- !!m ""0;",90,',,: 4'?ANDAR C,ORTE B-B @ ,S ~ g a EB EB JCP'VC ~ 10":"ANDAR ~ @ 1 ~ III -.L- g1 I .~ MI'N.l500mm ",? "NOAR !!J; EB EB "'" 0 VENTILACAO IT­ @ T'T ~;.(2~:.Q, ..,~:~. ·'·~-::~o:'9.:,~,;c:::i.q7C1r·.~:·.··o~O~b:t:S::~:.:· .:q.-",.,!i~ l~ANOAR co ~rp -rT ·ogP.G:J:i:·~~, L­ EB EB I 13'? ANOAR £ [] E _£ NE @ RUA 14'? AHDAR ~ EB ­ EB 'MUIO~ EXEMPLO DE DESENHO COM DETALHES DE CUBICULO .La @ AL'NHAMENTO PREDIALl 15~ "NOAR _3'%E~/~/~ ". ".' ~:~.~; .-,,'~~.':":;' '- '"-~ v: ,".:-";.'.....,." '-:-r:-;,7', ,"' ." " ~ '., \' ", " - ':~~~~W:~7_,".:" EXEMPLO DE PLANTA DE LOCALIZAC;Ao DE EDIFfcIO I- - = 40,OOm 20.00 m .. I.. 40,00 m RUAY J mTN" ~ .; tT: ?d ...a:r­ " r;. " '" 0 ~' t:I ~" tTl ;:: ~~: > r­ (~ :I: > t:I ... tT: C;; 0 o 0 ..,a: c: i:: ! c: '" ,', !;: -o >, 0 o 0 Z i <: ~ Z &l 0 Z "OJ tTl 0 > r­ 0' 5: ~. ~ "3 tTl &. n. "" s ~ 0\ CJ> ",,' ;"­ ~,~ ,4 Instalacoes Tclcfonicas em Edificios 465 Instalacoes Eletricas EXEMPLO DE SISTEMA EM "PENTE" DE CANALETAS DE PISO , k- II II f­ iii." H! 0 ilh iHi w ~ l ~ " ~ in in HI!' ~ l\\j a :> a: -< ~ ~V in w <>l Q 19° POCO DE ELEVACAO ii: ~ ... m w '" 0:: ~ - 20!' J J " ~ ::l: 1 ~ '" <>l til Q ~ ~ ~ t.., ~ ~ ~ >BP •'01 \I 1m I TUBOS DE .75mm-........ ~-'=7/.E ~ I W I P=ti $ALA DO ~ ____ ==__ TUBQS DEI1J75mm j,....- TUBOS DE 'JI75mm T£RREQ '=7/~~- ~ Trabalho-energia mkg = 3,65 X 10- 6 HP/h = 9,30 X IO- J Btu kWh = 1,34 HP/h = 3415 Btu = 864keal keal 1,56 X IO- J HP/h 3,97 Btu HP/h = 0,746 kWh = 641,2 kcal Btu = 107,65 mkg = 0,252 kcal ft - ton = 310 mkg Btu/lb = 0,555 keallkg BtulkWh = 0,252 keallkWh IblkWh = 0,4536 kglkWh = 1? 1ft .3'/t:=//~ I atm >" J o.s. = Potencia I kW = 1,359 ev = 1,314 HP = 14,33 keallmin = 44,266 ft lb/min = 56,879 Btu/min I ev = 735,5 W = 0,986 HP I kgmls = 9,81 W I W = 0,102 kgmls I HP = 745,7 W = 1,014 ev = 33000 ft Ib/min = 42,402 Btu/min = 550 ft IbIs 27? ~ ~ TUBOSDE • 75mm-......... Pressiio atmosfera = 14,698 libras por polegada quadrada (psi) I kg/em' = 14,2233 psi .1 psi ~ 0,070307 kg/em' I kg/m' = 0,20482 psi I psi = 4,8824 kg/m' 1 aim = 1,03323 kg/em' I kg/em' = 0,96784 atm I atm = 14,6959 psi 760 mm col mercuric = 29,9213 pol mere = 10,33 m CA % vacuo = 0,29921 pol mere pol mere = 345 mm col agua ton/pol quadrada = 157,5 kg/em' I m CA = 10K Pa = 10' N/m' -- - Peso kg = 2,205 libras g = 0,0353 oncas = 15,43 grains libra = 0,4536 kg on~a = 28,35 g tonelada grande = I 016 kg tonelada curta = 907 kg = 2 000 1ibras grain = 0,0648 g SUBSOLO i' ·1 ·1 = Comprimento em = 0,3937 pol m = 3,2808 ft m = 1,0936 jardas km ~ 0,6214 milhas Area em' = 1,973 X lOS circular mils em' = 0,1550 pol quad m' = 10,7639 pes quad m' = 1,1960 jardas quad ha = 2,4710 acres ha = 107,60 milhas quad krn' = 0,3861 milhas quad km- = 2,471 acres 100000 eir mils = 50,7 m' { Ii'· :':" It: n· pol = 2,54 em ft = 0,3048 m jarda = 0,9144 m milha = 1,6093 km '1'; :1'­ 1; ,>' ':· .I:~.; eir mils = 5,067 X 10- 6 em' pol quad = 6,4516 em' pes quad = 0,0929 m' jarda quad = 0,8361 m' acre = 0,4047 ha acre = 4047 m milha quad = 2,5900 km' acre = 0,004047 km' j".: '" : ~j ., OJ ;j .',- .. !~ :, ,," '".­ '"':'~:':~~:;":: :"'J"~ , 470 . . ~~.~ - ,,~;,;!,,_, :~'I.;. ,."..:~ :"~' I .--;. ", .\ ~ .. .,.:: " -.~"-::,..'.:..!> "• .' .. ~.; :;: :'~;: j Instalacoes Eletricas Volume-capacidade m' = 35,31 pes cubicos jarda cubica = 764,5 dm' dm' = 61,02 pol cubic as tonelada maritima = 1,13 m' em' = 0,061 pol cubicas Ib/pe cub = 16,015 kg/m' pol ciibica = 16,4 cm' gaHio = 4,54 (ingles) pe cubico = 28,32 dm' galao (EVA) = 3,7851 litro = 0,0353 pes cub = 0,2642 galao (EVA) = 61,023 pol cub litro = I kg agua destilada a 4°C = 2,202Ib/ligua destilada a 39,2°F Diversos I Btu/h ft' of = 4,88 kcal/h m' °C I Btu in/ft h of = 0,125 kcal/m'h °C Respostas dos Exercicios Propostos Prefixos Padroes Usados em Formulas Eletricas Multiplicador 10" 10' 10' 10' 10' 10' 10-1 10-' 10-' 10- 6 10-' 10- 10 10- 12 IO- IS 10-" Prefixo tera giga mega quilo hecto deca deci centi mili micro nano angstrom pico femto alto Abreviatura T G CAPITULOl M K Ii da d c m I. I 000 V, I 500 V (CC). 2. Hidraulicas e termicas, 3. Para elevar a tensao para a L.T. fL 4. Devido as perdas por efeito corona. n A 5. Radial, anel, radial seletivo. P f a CAPITULO 2 ".: i I. 3 eletrons, 3 protons e 4 neutrons. 2. 0 fluxo de cargas que atravessa a secso reta de urn condutor na razao de I coulomb/s, 3. 60 x 10 18 eletrons. I ~ I 4. € = U + rl = 220 + 30 = 250 volts. 5. € = U - rl = 380 - 10 = 370 volts. 6. W = 2000 x 300 = 600 kWhou 600 x 0,15 = R$ 90,00 7. 10 x 1,414 = 14,14 A. 8. R,q = 1,307 U 9. 1 = - R n. 120 = - - = 91,8 A. 1,307 10. I, = 120 A. II. V 'r ;: o -liRe . 20 '=-e 10' 0,03 102 x 200 XIO- 6 = 0,002 e~·ol5 = 2 rnA ,72 Respostas dos Exercicios Propostos Instalacoes Eletricas 473 13. U = RI = 1000 X 25 X 10-) = 25 volts. di 0,5 2. v = L - = 0,2 X = 10 volts dt 0,01 3. - R2 - - 4L2 I 480 14. 400 X 1,2 = = 4,36 A. 0 interruptor devera ser de 10 A. 110 11,97 I = 0 :. - - - - - = 4L2 LC 15. 355 A. 0:. L = I H I LX­ 16. 1= 190 A; condutor70 mm'; fusfve1 NH de 160 A. 3 17. Condutor 95 mm? e fusfvel NH de 160 A. I v,. T = -I X 220 X I = 110 V 22 4. Vm,o = - 18. 12 A. 19. 5 segundos . .5. i = 100 cos 628t 20. 1 segundo. 100 t; = 100 A :. In., = -fi = 70,7 A CAPITULO 5 27Tf= 628 628 :. f = - 27T c 3 X 103 I. L=-=---=5m. 60 X 106 f 100 cIs 2. 0 - 1 + 0 = - 1 (usar CAPITULO 3 valor medic) ou 750 lux. 0 3. fndice do local: K = __c_l_ " m (c + I) I. 25 mm". Coeficiente de utilizacao: 0,39 2.7%. SX E 250 = - - = u X d 0,39 65000 = 200,7 A 3. I = 3 X 127 X 0,85 0,71 4. 0,70 = 686 813 lumens. u = 0,36. Condutor de 185 mm', 65000 W 750 X 686 813 = 68 luminarias. n = - = 4 X 2 550 P 200,7 = 282,6 A 4. X EXS 5. = 21 666 W 750 X 250 4 X 2 550 X 0,36 X 0,7 = 83 luminarias, u X FPL X 3 CAPITULO 6 21666 X 30 = 649980 W . m Condutor de 95 mmi. I. I (a1imentador) "" 1,25 X 260 = 325 A. Usaremos 5. 0,5 X 70 = 35 mm', 6. Ate 12 000 W - 86% Restante (56 400 - 12 000) - 50% Total: = 10320W = 22200W 32520W 2. S = 0 -.J3 X cabo pvcno de 185 rnm? (cobre). 260 X 50 56 X 220 X 0,04 = 45,6 mrn" - condutor de 50 mm', Pela Tabela 6.4, temos: 260 X 50 = 13 000 A X m - condutor de 50 mm", 7. Secao de 6 mm' Tabela 3.8. 10. 110 - 105 X 100 = 4,5% 110 K2 S2 11. t = - - = 1 2 1152 X 95 2 3. I (protecao) = 260 ~ 4. I (regu1agem) = 260 X 1,25 = 325 A. ~ 9. Diametro de 50,8 mm (2"). I =3,31s (600W 4250 12. - - = 50 vezes a corrente ajustada, ou seja, t = 0,02 s. 85 J •-. 'c-' " • -.- ' , - ' -- _ ;. - ~:.,~",,;_. 2 = 520 A. Usar fusfveis NH de 600 A (retardado). :i ~ 8. Condutor escolhido 185 mm". C X N 5. P = - - - = X 6 X 1200 716 trifasico 220 V. = 10 cv. Pela Tabela 6.8 escolhemos 0 motor de 10 cv (7,5 kW), 1 200 rpm, 716 CAPITULO 9 I. kVAr = 27T fc (kV)2 1000 ou C = 560 X 10 3 377 X 6' . ~-" T',,""';.\·',>·-· :-.~.I.:·".~'· ~~ .• :='"_ .-.. = 41,26 microfarads. ';.,."7;'..l·r·{~,~;·, !.;:-::.' :~: ~.~v.' '''r~;. -,;,. ~':! ~~. i.}r.@.~:-O~~1\ -,)-,:~~ ' ..:.\.. .- ..• - ~ ".' . i.:·~l ;!~,.,. !.-~~~~;i;_~ ~: -"-- ':.~'- ;.~,:: ',.~::'<"': --, 474 Instalacoes Eletricas 2. I (protecao) = (1,65 a 2,0) X Illou I (protecao) = 2 X 54 3. I (chave) 4. Xc = 5. kVAr ~ 1,35 X 54 10 6 2'TT f X 41,26 = = 108 A (max). 72,9 A. Usar a chave de 100 A. = 62,28 ohms. = 500 X 0,685 = 342,5 kV At. Formulario de Eletricidade U = ten sao em volts (V); I = corrente em amperes (A); R = resistencia em ohms (0); P = potencia ativa em watts (W); Q = potencia reativa em VAr; N = potencia aparente em VA; cos (J = fator de potencia - f.p. .JZ2 - Resistencia R = !!.- cos (J = I Reatancia indutiva XL = wL = (XL - Xc)' !!.- sen (J = I .JZ'-- R' Reatancia capacitiva Xc = _1_ = !!.- sen (J = wC I lmpedanciaZ=!!.I = --.!!.cos (J = .JR' w = velocidade angular em radianos , 7T R' + (XL - Xc)' = 27Tf, = 3,1416; ;j ~ f = frequencia em ciclos/s; ~ L ~1 .jZi - C = capacitancia em farads; = Indutancia em henrys. Lei deOIun U=RI 1= !:!.­ R R= !:!.­ I 76 Instalacocs Elctricas Formulario de Eletricidade )tencia em corrente continua P 1 . . id ad e em !l rnm' p = resistivi ­ m = Ul P=RP P= V' R a = condutividade em !l S = secao em rnm' p = 56 (cobre) :m, e= comprimento do condutor em metros otencia ativa = Ulcos Rede monofasica P Rede bifasica P= Ulcos()X2 Rede trifasica P = Ul cos () X 1,732 p = J.... a = 56 (cobre) a = 32 (alumfnio) Rede trifasica N= ~kVA 1000 2Ul N= --kVA 1000 1= VCoS() =!!..= _ _ P_= N R Z V cos () V Tensao V=~=_P_=!i . 1,73 Ul kVA N= 1000 'orrente continua Tensao Resistencia 6hmica Potencia Queda de ten sao I=!!..= ~ R V I V re e R=-=-=­ I S uS P = Ul= R = V cos () I Reatancia X= Vsen() Impedancia Z= Potencia ativa P = Ul cos () Potencia reativa Q = VI sen () Potencia aparente N=Ul Queda de tensao /1V = 2RLIcos () Queda de tensao em % /1V /1V% = 100­ V !.. V=Rl= PR = Secao do condutor V' R /1V = 2 RLI = 2 If uS = 2 n uSV J j RL /1V% = 100 /1V V Secao do condutor S= 2If u/1V I I .{R'+ X' S= 2 If cos () u/1V s: . , . 0'hmica por lase = resistencia = -e uS em 0 hrns. Corrente alternada trifasica j ~ Queda de ten sao em % I cos () Resistencia v. Relacoes entre intensidade, tensao, resistencia e energia. Secao dos condutores. Intensidade (alumfnio) Intensidade cos () Rede bifasica 32 Corrente altern ada rnonofasica () otencia aparente Rede monofasica 477 ;~ j Intensidade N I=--P --­ -J3 V L cos () 1,73 V L Corrente ativa I w = I cos () Corrente reativa Is = I sen () "i:=:-:7;;~ ',-" . ;_':';,";-.;.1 :;"-",':\.';0::'...:' ·:"R'·;;~·:'~:;···:: ..:....;, -~,.; ....'j .: ..- .. ".' <:. ;~'" 478 ... ' ,. Instalacoes Eletricas Formulario de Eletricidadc P N Tensao de linha V L= Resistencia R= VLcoslJ 1,73' I 1,73' I cos IJ Transformadores trifasicos =-­ 1,73 . I 1­ N kV A 1000 em amperes Corrente - Potencia Reatancia V L 1,73 N= X = V L sen IJ 1,73' I 1,73 VI' I em kVA 1000 .!!l- = 12 II V2 Impedancia Z= Potencia ativa P Potencia reativa Q = 1,73 VLIsen IJ Potencia aparente N Queda de tensao AV I 2 = 1,73 V L I cos IJ VL = 'IiR + X 1,73 . I 2 = V, e II primano V 2 e 12 secundano Associacao de resistencias (corrente continua) Em serie R = R I + R 2 + R 3 + ." Emparalelo ..!..=J.-+~+~+ ... R R, R2 R3 = 1,73 VLI = · ' · em paraIIR Duas resistencias e0 = -R- ­ IR2 R, + R2 1,73' I cos IJ (para tensoes menores do que 500 volts) uS i . Quando R, = 100 Queda de tensao em % AV% Secao de condutor S= ~ V Potencia no eixo R = !i uVV L UAV Em serie Aw 1000 V cos IJ • 'll P kW = Ul cos IJ • 'll 1000 P HP = PkW 0,746 1= PkW 1000 1,73VL cos IJ 0'll P = 1,73 I V L cos IJ ° 'll kW P HP 1000 = PkW 0,746 ..!..=~+~+~ C C , C2 Em paralelo 1= 2 IJ Motores trifasicos Corrente de linha 2, Associacao de capacitores = 1,73 . e cos 'll = rendimento do motor Potencia no eixo =R AV Motores monofasicos Corrente de linha . s~L:: }.~~.~: \~ j q = carga em coulombs; C = capacitancia em farads. C = C] + C2 + C= !L V C3 C3 + .,. .....::,._ . : 479 ;.~~ '~~ ~. "i" "'~,\;.. f} :~:~ ">""):'~ -il .~ . ~~~ Bibliografia .. l"'~,'.>'~..'9 . ' '':''\.. , '11:-.- ,.;.~' alogo de iluminacao fluorescente da Eletromar S.A. alogos GE, Lorenzetti, Amerion, Eletromar, Siemens, Peterco, Daisa, B Ticino. cuitos, Devices, and Systems - Ralph J. Smith, John Wiley and Sons, Inc. 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