Instala Instalações Elétricas. NOTAS DE AULA

“Instala Instalações Elétricas”. “NOTAS DE AULA” Aspectos Básicos

Definições e conceitos fundamentais Tensões

Equipamentos de utilização Estrutura e alimentação

Prescrições fundamentais da NBR5410 – Tabelas diversas. Influências externas

Componentes (de instalação)

Termo geral que se refere a um equipamento, a uma linha elétrica ou a qualquer outro elemento necessário ao funcionamento da instalação.

Equipamento (elétrico)

Unidade funcional, completa e distinta, que exerce uma ou mais funções elétricas relacionadas com geração, conversão, transmissão, distribuição ou utilização de energia elétrica.

Equipamento (elétrico) - termo inclui:

Dispositivo (elétrico):

Equipamento destinado a ser ligado a um circuito elétrico, com o objetivo de desempenhar uma ou mais das seguintes funções: proteção, comando, controle, conexão, seccionamento e manobra.

Funções

Manobra:

- Mudança na configuração elétrica de um circuito, feita manual ou automaticamente por dispositivo adequado e destinado a essa finalidade.

Comando:

- Ação humana ou de dispositivo automático, o qual modifica o estado ou a condição de um circuito. Na prática “comando” inclui todas as funções que permitem ao

Usuário intervir voluntariamente num circuito ou num equipamento com a finalidade de mudar a sua configuração.

Proteção:

- Ação automática provocada por dispositivos sensíveis a determinadas condições anormais que ocorrem num circuito, no sentido de evitar danos às pessoas e aos animais e/ou evitar danos a um sistema ou equipamento elétrico.

Seccionar:

- Desligar completamente um dispositivo elétrico ou circuito de outros dispositivos elétricos ou circuitos, provendo afastamentos adequados que assegurem condições de segurança especificadas em relação a quaisquer circuitos vivos.

Controle:

- Ação intencional sobre um sistema, ou num sistema, para alcançar objetivos especificados.

Linha elétrica

Conjunto constituído por um ou mais condutores, com os elementos de sua fixação e suporte e, se for o caso, de proteção mecânica, destinado a transportar energia elétrica ou a transmitir sinais elétricos.

Numa instalação, equipamentos destinados a:

- Alimentação: transformadores, geradores e baterias.

- Manobra, comando e proteção: dispositivos (chaves, disjuntores, dispositivos fusíveis). - Utilização (equipamentos de utilização):

. Industriais e análogos . Não industriais . De iluminação Aparelhos

Equipamentos

Caixa de derivação

- Passagem / ligação de condutores - Ligação de dispositivos

Tomadas de corrente

- Ligação de equipamentos de utilização por plugue - De uso específico - TUE

- De uso geral - TUG

Equipamentos de utilização fixos

- Caixa de derivação exclusiva (considerada como TUE)

Equipamentos de utilização portáteis / manuais

Portáteis: suportados pelas mãos.

Manuais: Fácil locomoção. Batedeira elétrica, Liquidificador, etc

Quadro de distribuição- QD

Equipamento elétrico destinado a receber energia elétrica, através de uma ou mais alimentações, e a distribuí-la a um ou mais circuitos, desempenhando as funções de proteção, seccionamento, controle e/ou medição.

Quadro de distribuição terminal-QT

Em instalação de baixa tensão existem 2 tipos:

- Circuito terminal - alimenta equipamentos de utilização diretamente através de tomadas - Circuito de distribuição - alimenta um ou mais QDs

Potências

Potência instalada (de instalação, parte, conjunto de equipamentos)

Soma das potências nominais dos equipamentos de utilização existentes e/ou previstos.

Correntes, faltas e sobrecorrentes.

Falta elétrica

Contato ou arco acidental entre partes sob potenciais diferentes ou uma da partes pode ser a massa ou terra -

“falta para massa” ou “falta para terra” - Impedância desprezível - “falta direta”

Causa de falta - “falha de isolamento”

Sobrecorrente

Corrente que excede um valor nominal (para condutores esse valor é a “capacidade de condução de corrente”)

Nas instalações BT, sobrecorrente por:Sobrecarga ou por Falta elétrica.

- Corrente de curto-circuito falta direta entre condutores vivos

-

Corrente de fuga

Corrente de condução que devido à isolação imperfeita, percorre caminho diferente do

previsto.

Corrente de fuga (de instalação)

Corrente que, na ausência de falta, flui para a terra ou para elementos condutores estranhos à instalação.

Corrente de projeto (IB) - (de circuito)

Corrente máxima prevista para ser transportada por um circuito durante seu funcionamento normal.

Sobretensões nas instalações

De origem atmosférica - transitória, pela rede de distribuição.

Surto

Onda transitória de tensão, corrente ou potência caracterizada pela elevada taxa de variação e que se propaga ao longo de um sistema elétrico.

Sobretensões, surtos e impulsos.

Sobretensão

Tensão cujo valor de crista é maior do que o valor de crista correspondente à tensão máxima de um sistema ou equipamento

Usualmente - surto = sobretensão transitória (surto atmosférico, surto de manobra) Impulso (de corrente / tensão)

Transitório produzido em laboratório para efeito de ensaios de componentes de uma instalação Formas padronizadas - mais comum é o impulso triangular.

Impulso triangular

Curtos-circuitos típicos

-

Integral de Joule

I t 2 é uma ferramenta muito útil no trabalho com correntes elevadas e de curta duração.

Choque elétrico

Efeito patofisiológico produzido pela passagem de corrente (corrente de choque) pelo corpo (homem/animal)

Eletrocussão

Estudo da proteção contra choques - 3 elementos básicos

- Massa

- Elemento condutor estranho (à instalação)

Parte viva

Parte condutora destinada a ser energizadas em condição de uso normal, incluindo o condutor neutro, mas por convenção, não incluindo o condutor “PEN”.

Massa

Parte condutora que pode ser tocada e que normalmente não é viva mas pode tornar-se viva em condições de falta Invólucro metálico / carcaça

Elemento condutor estranho à instalação

Elemento que não faz parte da instalação elétrica, mas que pode nela introduzir um potencial, geralmente o da terra Pisos / Paredes não isolantes, canalizações metálicas, etc...

Tipos de choques: Direto / Indireto.

Por contato indireto contato com massa que ficou sob tensão. Solos

- Materiais isolantes (silicatos, óxidos), sais minerais ionizáveis, água e carbono-Condução por “ionização”.

Resistividade = função (composição, temperatura, umidade).

R=ρ (L / S) Ω

ρ= R (S/L) mm². Ω / m.

Rca = Rcc (1+ys+yp) m Ω/m (resistência num condutor para corrente alternada.

Solos “bons condutores”

ρ= 50 a 100 Ω.m

(cobre recozido a 20ºC - ρ= 17,24 x 10-9 Ω.m)

- Pantanosos, com resíduos vegetais, em fundos de vales, nas margens de rios

Solos “maus condutores”

Arenosos, rochosos, em locais altos sem vegetação.

Aterramento

Ligação intencional com a terra, escoar as correntes indevidas o mais rapidamente

possível para a terra.

Eletrodo de aterramento

Condutor ou conjuntos de condutores enterrados no solo e eletricamente ligados a terra,

para fazer um aterramento.

Equipamentos a motor:

Características

- Potência absorvida determinada pela potência mecânica no eixo.

Estrutura

e

Alimentação

Alimentação de uma Instalação:

Rede pública BT

Rede pública AT com trafo / subestação da concessionária

Rede pública AT com subestação do usuário

Gerador próprio, bateria.

Conexão Elétrica. Ramal de Ligação

Ponto de entrega

Ponto em que o sistema da concessionária e do consumidor está ligado Proteção e Medição REDE PÚBLICA AT / BT Ponto de Ramal de _derivação ligação _Instalação do consumidor Ramal de Ponto de entrada entrega Entrada consumidora

Tensão de alimentação

- Tensão fase-fase ou fase-neutro no ponto de entrega - Pode ser indicada por “faixa de tensão de alimentação” Classificação IEC (Tensões de designação)

Classificação

- Média tensão não é definida pela IEC

Sistemas ca com 100 V ≤ U ≤ 1000 V

Tensões de designação U (V), Uo/U (V)

Sistemas AC com 100 V ≤ U ≤ 1000 V

Influências Externas: (ver tabelas em anexo)

Classificação / Codificação (2 letras e 1 algarismo)

-

1a Letra - Categoria geral - A, B ou C.

. A - Meio ambiente

. B - Utilização

. C - Construção das edificações

-

2a Letra - Natureza da influência - A, B, C, D , ...

-

Algarismo - Classe da influência - 1, 2, 3, ...

Categoria Descrição Indicaçã

o Tabela da NBR5410 Meio ambiente Temperatura ambiente

Altitude

Presença de água

Presença de corpos sólidos

Presença de substâncias corrosivas ou poluentes Solicitações mecânicas:

- Choques mecânicos - Vibrações

Presença de flora e mofo Presença de fauna

Influências eletromagnéticas, eletroestáticas ou ionizantes Radiações solares Raios AA AC AD AE AF AG AH AK AL AM NA AQ 1 2 3 4 5 6 (a) 6 (b) 7 8 9 10 11 Utilizações Competência das pessoas

Resistência elétrica do corpo humano Contato das pessoas com o potencial local Condições e fuga das pessoas em emergência Natureza das matérias processadas ou armazenadas

BA BB BC BD BE 12 13 14 15 16 Construção das

edificações Materiais de construção Estrutura das edificações CA CB 17 18

Proteção contra contatos diretos

- Isolação das partes vivas

- Barreiras / Invólucros

-

Obstáculos

- Colocação fora de alcance

- Dispositivo DR/AS

Tensões de contato limite (UL)

Natureza da corrente Situação 1 Situação 2

Alternada, 15Hz - 1000Hz 50 25

Contínua sem ondulação 2) 120 60

Aterramento:

Terra de referência - “potencial zero” em todos os pontos

Resistência de aterramento (do eletrodo) - RT = U / I

Condutor – Tabelas em anexo.

Produto metálico, geralmente de forma cilíndrica, em forma de tubo ou com seção

perfilada, de comprimento muito maior do que a maior dimensão transversal,

utilizado para transportar energia elétrica ou transmitir sinais elétricos.

Condutores isolados, cabos uni/multipolares.

Temperatura máxima para serviço contínuo - θz Temperatura de sobrecarga - θs

Temperatura de curto-circuito - θk

Condutores em cobre e alumínio:

Alumínio: uso em linhas de transmissão.

Iz - Função de: corrente nominal dos condutores elétricos, função: - Material (Cu, Al)

- Seção nominal - Isolação (θz)

- Temperatura ambiente (θA)

Restrições ao uso dos condutores em alumínio. Estabelecimentos Estabelecimentos comerciais industriais S ≥ 16 mm2 _{S ≥ 50 mm}2

Alimentação por trafo Locais exclusivamente

ou gerador próprios BD1

Instalação e manutenção por pessoal BA5

Critério da Capacidade de Condução de Corrente. Maneiras de instalar.

9 A2 - cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante;

9 B1 - condutores isolados em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira; 9 B2 - cabo multipolar em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira; 9 C - cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede de madeira;

9 D - cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo; 9 E - cabo multipolar ao ar livre;

9 F - cabos unipolares justapostos (na horizontal, na vertical ou em triófilo) ao ar livre; 9 G - cabos unipolares espaçados ao ar livre.

Critério de dimensionamento para circuitos trifásicos a 4 condutores com cargas não lineares - condições preliminares

- Apenas harmônicas de 3a ordem

- Circuitos razoavelmente equilibrados (deseq. < 50%) - SN = SF - 4 condutores carregados

Critério da Queda de Tensão (V/AxKm)

Iluminação adotar ∆V% = 2%

Proteção contra sobrecorrentes

9

Aspectos gerais

9

Integral de Joule

9

Critérios gerais da proteção

9

Proteção contra correntes de sobrecarga

Aspectos Gerais

Causas principais das correntes de sobrecarga

- Má avaliação da simultaneidade de funcionamento dos equipamentos de setor de instalação. - Substituição / inclusão de equipamentos em circuitos

- Motores com sobrecarga

Causas principais das correntes de curto-circuito - Faltas diretas

- Faltas não-diretas (evoluem para faltas diretas) - Erros de ligação

- Ligação de equipamentos em curto

Dispositivos

- Correntes de sobrecarga e de curto-circuito

. Disjuntores (NBR IEC 947-2, NBR IEC 898, NBR 5361) . Dispositivos fusíveis com fusíveis tipo gG (NBR 11840)

. Disjuntores associados a dispositivos fusíveis (NBRIEC 947-2, NBR IEC 898)

Dispositivos

- Correntes de curto-circuito

. Disjuntores (NBR IEC 947-2, NBR IEC 898, NBR 5361

).

- Correntes de curto-circuito

. Disjuntores (NBR IEC 947-2, NBR IEC 898, NBR 5361). . Dispositivos fusíveis com fusíveis Tipo gG, gM e aM

Omissão da proteção possível

- Linha a jusante de troca de seção de natureza, de maneira de instalar ou de constituição

protegida por DP a montante.

- Linha não susceptível de ser percorrida por correntes de sobrecarga, sem derivação /

tomada.

Omissão da proteção recomendada

- Circuitos de excitação de máquinas rotativas

- Circuitos de eletroímãs de levantamento

- Circuitos secundários de TCs

- Circuitos de bombas de incêndio

Corrente de curto mínima presumida

- Fatores de multiplicação (considerando a reatância X) . 0,90 para 120mm2 . 0,85 para 150mm2 . 0,80 para 185mm2 . 0,75 para 240mm2

CONDIÇÕES DE PROTEÇÃO

Bibliografia:

NBR5410-04

Instalações Elétricas – Ademaro Cotrim

CPFL

MTE –

Instalações Elétricas – Hélio Creder.

Material de Apoio disciplinas:

1. Materiais Elétricos

2. Eletrotécnica

3. Instalações Elétricas

Prof. J.R ABBUD