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Desenho Técnico Elétrico e Eletrônico
Prof. Carlos Antonio Vieira
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Desenho Técnico Elétrico e Eletrônico
01 – Introdução
Os principais tipos de desenhos elétricos são:
Unifilar → É um desenho que mostra a parte de força, ou seja, a parte de potência de
um sistema elétrico, com todas as ligações e equipamentos através de um único fio, sabendo-se que os outros são análogos. Desta forma, o diagrama sabendo-se apresabendo-senta mais simples, sabendo-sendo ideal para se entender a filosofia do conjunto, do sistema como um todo, não se prestando para manutenção, pois não mostra todas as ligações com detalhes de bornes.
Trifilar (Bifilar, Multifilar) → Também é um desenho que mostra a parte de força,
porém com todos os fios existentes, (no caso um sistema trifásico), com todos os seus equipamentos e bornes de ligação. É um desenho muito carregado, não sendo fácil a visualização do todo, porém excelente para manutenção por mostrar todas as ligações detalhadas.
Funcional → É um desenho que mostra a parte de comando, controle e proteção.
Indica as formas de se operar o sistema, bem como as grandezas que estão sendo controladas, e as proteções existentes. É o desenho que mostra todas as possibilidades e limitações de comando, controle e proteção do sistema.
Cablagem → São os desenhos que mostram as interfaces, as fiações existentes entre
os vários equipamentos de um sistema.
Físicos → São aqueles que mostram os arranjos em salas de equipamentos, mostram
as vistas frontais dos quadros, as furações necessárias para se montar os painéis, etc.
A Norma NBR 5444 estabelece os símbolos gráficos referentes às instalações elétricas prediais.
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a) luz e força; que dependendo da complexidade, podem ser divididos em dois sistemas distintos: teto e piso;
b) telefone: interno e externo;
c) sinalização, som, detecção, segurança, supervisão e controle e outros sistemas.
Em cada matriz devem ser localizados os aparelhos e seus dutos de distribuição, com todos os dados e dimensões para perfeito esclarecimento do projeto. Sendo necessário devem ser feitos detalhes, de maneira que não fique dúvida quanto à instalação a ser executada.
Eletrodutos de circuitos com importância, tensão e polaridade diferentes podem ser destacados por meio de diferentes espessuras dos traços. Os diâmetros dos eletrodutos bem como todas as dimensões devem ser dados em milímetros.
Aparelhos com potência ou importância diferentes podem ser destacados por símbolos de tamanhos diferentes.
A seguir apresentam-se as tabelas da simbologia do sistema unifilar para instalações elétricas prediais ABNT - NBR5444.
O uso dos símbolos gráficos em desenhos de esquemas elétricos serve para representar os componentes, os equipamentos, as relações entre estes e os efeitos físicos que integram o funcionamento completo ou parcial dos mesmos.
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A Tabela I mostra as potências médias típicas de aparelhos eletrodomésticos e de aquecimento.
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03 Sistemas de Instalações Elétricas, exemplos.
a.3) Instalações da rede elétrica publica até a residencial
A Figura 1 ilustra as alturas mínimas do ramal de ligação ao solo para as instalações da rede elétrica publica até a residencial, onde tem-se:
* Local de passagem de veículos pesados:
A-B Ramal de ligação;
B-C Ramal de Entrada;
A-C Entrada de Serviço;
C-D Ramal interno – Saída aérea
Valores das alturas mínimas conforme NBR 5434
Figura 1 – Alturas mínimas do ramal de ligação ao solo
b.3) Ligações Elétricas de Interruptores e Tomadas
As Figuras 2 e 3 mostram os Esquemas de Ligações Elétricas de Interruptores e Tomadas
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Figura 3– Esquema de Ligações Elétricas de Tomada e Interruptor na mesma caixa
A Figura 4 mostra a ligação de interruptor que permite comandar uma lâmpada (ou conjunto de lâmpadas) de 2 (dois) locais diferentes, (“Three Way”).
Figura 4 - Ligação de interruptor Three Way
O esquema CORRETO de ligação do conjunto deverá ser feito como: 1) O Condutor Neutro é ligado em um ponto no Receptáculo da luminária;
2) O Condutor Fase deverá ser ligado em um dos Interruptores Paralelos, no pino central. Dos outros dois pinos deste Interruptor, deverão sair 2 condutores de Retorno, até o outro Interruptor Paralelo;
3) Do pino central deste segundo Interruptor Paralelo, sairá outro condutor de retorno, que deverá ser ligado no outro pólo do receptáculo da luminária,ccompletando assim, o circuito elétrico.
A Figura 5 ilustra esquematicamente a ligação de interruptor Three Way
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Ligação de Interruptor Intermediário (“Four Way”)
Quando se deseja comandar uma lâmpada ou um conjunto de lâmpadas de mais de dois locais diferentes, usa-se o interruptor Intermediário (“Four Way”) colocado/instalado entre dois interruptores Paralelo (“Three Way”).
Podem ser instalados tantos interruptores Intermediários (“Four Way”) quantos forem necessários os pontos de comando, no mesmo circuito.
O esquema mostrado na figura 6, mostra uma ligação de uma lâmpada comandada de 3 locais diferentes, com a utilização de 1 interruptor Intermediário (“Four Way”) e 2
interruptores Paralelo (“Three Way”).
Figura 6 - Ligação de Interruptor Intermediário, Four Way.
A ligação de Interruptor Intermediário, Four Way é feita conforme: 1) O Condutor Neutro é ligado em um ponto no Receptáculo da luminária;
2) O Condutor Fase deverá ser ligado em um dos Interruptores Paralelos, no pino central. Dos outros dois pinos deste Interruptor, deverão sair 2 condutores de Retorno, indo até aos dois pinos do mesmo lado do Interruptor Intermediário;
3) Dos outros dois pinos do Interruptor Intermediário, sairão 2 condutores de Retorno, que deverão ser ligados no segundo Interruptor Paralelo;
14 c.3) Aterramento Elétrico
Aterramento Elétrico é a ligação intencional de um componente através de um meio condutor com a Terra. Por exemplo: ligar a carcaça de um chuveiro elétrico, através de um condutor, com a Terra.
Todo equipamento elétrico deve, por razões de segurança, ter o seu corpo (parte metálica) aterrado.
Também os componentes metálicos das instalações elétricas, tais como, os Quadros de Distribuição de Circuitos – QDC, os eletrodutos metálicos, caixas de derivação entre outros, devem ser corretamente aterradas.
Quando há um defeito na parte elétrica de um equipamento que está corretamente aterrado, a corrente elétrica escoa para o solo (Terra). Alguns tipos de solos são melhores condutores de corrente elétrica, pois têm uma menor Resistividade Elétrica. A Resistividade é em função do tipo de solo, umidade e temperatura.
Os Aterramentos Elétricos podem ser:
a) Aterramento por razões funcionais: o Aterramento é necessário para que o equipamento elétrico funcione corretamente;
b) Aterramento do equipamento por razões de proteção e segurança: neste caso, o Aterramento protege as pessoas e/ou animais domésticos contra os choques elétricos.
A Figura 07 mostra um aterramento padrão.
15 d.3) Esquemas de Aterramento
A Norma NBR 5410/97 determina os esquemas de aterramento, para efeito de proteção que são classificados em: TN, TT e IT.
O sistema TN tem um ponto diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a este ponto através de condutores de proteção. De acordo com a disposição dos condutores, Neutro e de Proteção, este sistema se subdivide em:
- TN-S onde o condutor Neutro (N) e o de Proteção (condutor PE) são distintos: - TN-C no qual as funções de neutro e de proteção são combinadas em um
único condutor (condutor PEN o qual deve ser seccionado).
- TN-C-S quando somente em parte do sistema as funções de Neutro e Proteção são combinadas em um só condutor, mostrados na figura 08.
Figura 08– Ilustração dos tipos de aterramentos
Os Sistemas de aterramento podem ser ainda do tipo TT e IT,
O sistema TT tem um ponto diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a eletrodos de aterramento, eletricamente independentes do eletrodo de aterramento da alimentação,
O sistema IT não tem nenhum ponto da alimentação diretamente aterrado, estando as massas aterradas, ilustrados na figura 09.
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e.3) Esquemas de Ligação de Reatores Eletromagnéticos – Modelo Europeu
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f3) Representação de Esquema Multifilar e Unifilar do comando de uma lâmpada incandescente, figura 11.
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Interpretação de um esquema unifilar, figura 14, a partir das representações em perspectiva cônica, figura 12 e desenho de instalação em eletroduto figura 14.
Figura 12 - Perspectiva Cônica com os componentes a serem instalados.
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Figura 14 - Esquema unifilar
g3) Dispositivos de Proteção e de Segurança
O disjuntor deve possuir dois elementos de acionamento ou disparo com características distintas para cada tipo de falha.
a) Disparador térmico contra sobrecargas - consiste em uma lâmina bimetálica (dois metais de coeficientes de dilatação diferentes), que ao ser percorrido por uma corrente acima de sua calibragem, aquece e entorta, acionando o acelerador de disparo que desliga o disjuntor.
b) Disparador magnético contra curtos-circuitos - é formado por uma bobina (tubular ou espiralada) intercalada ao circuito, que ao ser percorrida por uma corrente de curto-circuito, cria um campo magnético que atrai a armadura, desligando instantaneamente o disjuntor.
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Figura 15– Representações esquemáticas dos disjuntores.
f.3) Quadros de Distribuição e Proteção
Esta padronização estabelece as características elétricas e mecânicas dos quadros de distribuição e proteção - QDP, aplicáveis em proteção de redes de distribuição secundárias subterrâneas das Concessionárias de energia CPFL - Paulista e CPFL – Piratininga, as figuras 16 a 20, ilustram o QDP.
Figura 16 - Quadro de Distribuição e Proteção
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Figura 18 - Q D P - Placa de Identificação
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Figura 20 -Placa de Advertência Externa
A figura 21 e 22 mostram tipos de quadros de distribuição
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Figura 22 –Quadro de distribuição Bifásico
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29 04 - SIMBOLOGIA DE ELETRÔNICA
37 05 - DIAGRAMAS TRIFILARES E FUNCIONAIS
A seguir são apresentados os diagramas trifilares e funcionais para as várias maneiras de se ligar os motores com identificação segundo Norma ANSI (American National Standards Institute).
5.1 - Ligação Básica de um Motor
A Figura 26, nas colunas 0, 2 e 5, apresenta-se o diagrama trifilar da ligação de um motor elétrico trifásico, alimentado em 220V. Primeiro a corrente elétrica passa pelos fusíveis, depois pelo contator e finalmente pelo relé térmico antes de chegar ao motor. Na derivação temos a medição da tensão entre as três fases através de uma chave de transferência voltimétrica (9), e a medição de corrente da fase V (10).
Tendo como tensão de comando 220VCA através das fases A e B protegidas por fusíveis, encontramos nas colunas 25 a 35 a parte de comando propriamente dito do motor. Para ligar o motor é necessário que se energize o contator C1 (27) pressionando se a botoeira de liga BL-1 (27), fazendo com que a corrente passe pelos contatos NF do relé térmico 49-1 (27) e da botoeira de desliga BD-1 (27). Com a energização de C1 seus contatos principais (0, 2 e 5) se fecham, alimentando o motor, e fechando também seu contato auxiliar (31), permitindo uma auto-alimentação da sua bobina quando a botoeira BL-1 (27) voltar ao seu
normal NA. Este contato é chamado de “selo”.
Desta forma o motor está ligado através do contator que está “selado”. Para desligá-lo é necessário que se pressione a botoeira BD-1 (27), fazendo com que se interrompa o circuito de alimentação da bobina do contator C1 (27), provocando a sua desenergização e consequentemente à volta às condições iniciais, ou seja: abertura dos contatos principais (0, 2 e 5) levando à parada do motor, e a abertura do contato de selo (31), fazendo com que não cesse a auto-alimentação. Desta forma quando a botoeira BD-1 (27) voltar ao seu normal NF, o circuito ficará aberto, no contato da botoeira BL- 1 (27) e no contato de selo de C1 (31), permanecendo assim o motor desligado.
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A sinalização é feita para as condições de motor ligado, desligado e térmico atuado. Para motor ligado, utiliza-se um sinaleiro vermelho VM1 (44) que é acionado por um contato auxiliar NA do contator C1 (44), o qual se fecha simultaneamente com os contatos principais (0, 2 e 5) que alimentam o motor. Para a situação de motor desligado, um sinaleiro verde VD1 (52) é energizado através de um contato auxiliar NF do contator C1 (52). A sinalização de térmico atuado é feita em um sinaleiro de cor amarela AM1 (58) que é energizado por um contato NA do relé térmico 49-1 (58) que se fecha quando há sobrecarga.
39 5.2 - Ligação de uma Bomba D'Água
Este sistema, figura 27, tem como base o anterior, com pequenas alterações. A parte de força, o diagrama trifilar (0 a 10), não tem alteração, permanecendo como o esquema anterior. A parte de comando e sinalização apresenta duas modificações: a chave Manual/Automático 43-1 (22) e as bóias das caixas d'água superior e inferior BS e BI (34 e 39), respectivamente. Para a condição de submergência mínima foi colocada uma bóia (BI), com apenas um contato NA (39). Como havia necessidade de dois contatos, esta condição foi multiplicada através de um relé auxiliar A1 (39), sendo que, um de seus contatos NA (25) foi utilizado para bloquear o acionamento do motor com a condição de nível baixo, e outro NF para sinalização (57).
No funcionamento deste esquema foi colocada uma chave para a escolha do modo de operação desejado: Manual, Desligado ou Automático. Foi colocado um contato desta chave Man/Des/Aut (25), que é fechado na posição manual entre o contato do relé térmico NF (25) e o contato da botoeira BD-1 NF (25), fazendo com que as botoeiras e o "selo" somente fiquem operantes para a condição manual. Foi colocado outro contato da chave Man/Des/Aut, fechado na posição automático (34), fazendo com que o contator fique comandado por uma bóia diferencial BS (34), que liga e desliga a bomba, dependendo do nível da caixa superior. Após o "reencontro" destas duas condições, manual e automático foram colocado um contato NA do relé auxiliar A1 (25), que se abre para a condição de nível baixo da caixa inferior, bloqueando assim o acionamento do contator C1, tanto para a condição manual como para a automática. A mesma coisa acontece com a condição de atuação do térmico, que por ter o seu contato NF (25) em uma posição antes da chave manual/automático, faz com que, se houver sobrecarga, o motor seja desligado, tanto para a condição de operação manual, como para a condição de automático.
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41 5.3 - Portão Elétrico
A Figura 28 ilustra o esquema básico de um portão elétrico com o motor funcionando com inversão de rotação. Para esta situação a parte de força, o trifilar é descrito de (01 a 15).
Na parte de comando entram as condições de aberto e fechado, captadas pelos fins de curso f.c. aberto e f.c. fechado (37 e 40), os quais por possuírem apenas um contato e necessitar de mais, os mesmos devem ser multiplicados em relés auxiliares A1 e A2, respectivamente. A atuação destes contatos é de interromper o movimento do portão quando chega na posição aberto ou fechado, sendo um contato NF de A1 (23) portão aberto, em série com a bobina do contator C1, que faz o movimento de abertura do portão, e um contato NF de A2 (31), portão fechado em série com a bobina de C2, que faz o movimento de fechamento do portão. Portanto após um comando em qualquer uma das botoeiras de liga, o respectivo contator é energizado, fazendo com que o motor gire, e o portão se desloque em um determinado sentido até que seja dado um comando de parada, botoeira BD1 (23), ou até que o mesmo atinja a sua posição máxima de abertura ou de fechamento, quando é parado automaticamente pelos fins de curso.
A situação mais comum de acionamento de portões elétricos é por controle remoto, onde um sistema eletrônico, operado por ondas eletromagnéticas captam um sinal e fazem a função das botoeiras BL1 e BL2 (23 e 31).
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43 5.4 - Partida Escalonada de dois Motores
Na Figura 29 é ilustrada a situação em que se liguem dois motores, que tenham sua parte de força, o trifilar, totalmente independente, mas o seu comando vinculado. Portanto o diagrama trifilar (00 a 15) apresenta a ligação de dois motores de forma independente, cada um com os seus fusíveis, contator e relé térmico, sendo representado o motor M1 nas coordenadas 01 a 05, e o motor M2 nas coordenadas 10 a 15.
No comando parte-se de um acionamento normal de um motor (27 e 32), com o contato do térmico, botoeira de desliga, botoeira de liga, selo e bobina do contator C1. Como se trata da operação em conjunto de dois motores, o funcionamento fica condicionado à boa operação dos dois motores e, se o térmico de um deles atuar, derruba o sistema, os dois motores, por isso estão em série os contados dos relés térmicos dos dois motores, 49-1 e 49-2 (27). Neste sistema, juntamente com a energização do contator C1 (27), há a energização do relé temporizado T1 (32), fazendo com que o mesmo comece a contar tempo para operar seus contatos. Decorrido o tempo pré-determinado, um contato NA do temporizador T1 (36) faz com que se energize o contator C2 (36), ligando assim o segundo motor e permanecendo ligado através do contato do temporizador. A operação do segundo motor, contator C2, fica também condicionada aos mesmos contatos de atuação do térmico e da botoeira de desliga (27). Para a sinalização leva-se em consideração o sistema desligado quando não foi acionado o primeiro motor, contato NF do contator C1 (50). Para a condição de sistema ligado é feita somente quando o segundo motor foi acionado, contato NA de C2 (45).
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Tabela II - ANSI de números de identificação dos dispositivos elétricos de Proteção, regulação e controle, para serem utilizados em diagramas e especificações.
No Denominação
1 Elemento Principal
2 Relé de partida/ fechamento temporizado 3 Relé de verificação ou intertravamento 4 Contator principal
5 Dispositivo de desligamento 6 Disjuntor de partida
7 Relé de taxa de variação
8 Dispositivo de desconexão de controle de energia 9 Dispositivo de reversão
10 Chave de sequência unitária 11 Dispositivo multifunção
12 Dispositivo de sobrevelocidade 13 Dispositivo de rotação síncrona 14 Dispositivo de subvelocidade
15 Dispositivo de ajuste ou comparação de velocidade ou frequência 16 Reservado para futura aplicação
17 Chave de derivação ou descarga
18 Dispositivo de aceleração ou desaceleração 19 Contator de transição partida-marcha 20 Válvula operada elétricamente 21 Relé de distância
22 Disjuntor equalizador
23 Dispositivo de controle de temperatura 24 Relé de sobreexcitação ou Volts por Hertz
25 Relé de verificação de Sincronismo ou Sincronização 26 Dispositivo térmico do equipamento
27 Relé de subtensão 28 Detetor de chama 29 Contator de isolamento 30 Relé anunciador
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35 Dispositivo para operação das escovas ou curto-circuitar anéis coletores
36 Dispositivo de polaridade de tensão 37 Relé de subcorrente ou subpotência 38 Dispositivo de proteção de mancal 39 Monitor de condições mecânicas
40 Relé de perda de excitação ou relé de perda de campo 41 Disjuntor ou chave de campo
42 Disjuntor/ chave de operação normal
43 Dispositivo de transferência ou seleção manual 44 Relé de sequência de partida
45 Monitor de condições atmosféricas
46 Relé de reversão ou desbalanceamento de corrente 47 Relé de reversão ou desbalanceamento de tensão 48 Relé de sequência incompleta/ partida longa 49 Relé térmico
50 Relé de sobrecorrente instantâneo 51 Relé de sobrecorrente temporizado 52 Disjuntor de corrente alternada 53 Relé para excitatriz ou gerador CC 54 Dispositivo de acoplamento 55 Relé de fator de potência 56 Relé de aplicação de campo
57 Dispositivo de aterramento ou curto-circuito 58 Relé de falha de retificação
59 Relé de sobretensão
60 Relé de balanço de corrente ou tensão 61 Sensor de densidade
62 Relé temporizador
63 Relé de pressão de gás (Buchholz) 64 Relé detetor de terra
65 Regulador
66 Relé de supervisão do número de partidas 67 Relé direcional de sobrecorrente
68 Relé de bloqueio por oscilação de potência 69 Dispositivo de controle permissivo
70 Reostato
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72 Disjuntor de corrente contínua 73 Contator de resistência de carga 74 Relé de alarme
75 Mecanismo de mudança de posição 76 Relé de sobrecorrente CC
77 Dispositivo de telemedição
78 Relé de medição de ângulo de fase/ proteção contra falta de sincronismo 79 Relé de religamento
80 Chave de fluxo
81 Relé de frequência (sub ou sobre) 82 Relé de religamento de carga de CC 83 Relé de seleção/ transferência automática 84 Mecanismo de operação
85 Relé receptor de sinal de telecomunicação (teleproteção) 86 Relé auxiliar de bloqueio
87 Relé de proteção diferencial 88 Motor auxiliar ou motor gerador 89 Chave seccionadora
90 Dispositivo de regulação (regulador de tensão) 91 Relé direcional de tensão
92 Relé direcional de tensão e potência 93 Contator de variação de campo 94 Relé de desligamento
48 6. - SÍMBOLOS LITERAIS
49 7. - Plantas
a) O layout é um desenho de grande importância para orientar a montagem,
localização e reparação de falhas em todos os equipamentos que constituem uma instalação elétrica. Ele deve sempre refletir a distribuição real dos dispositivos, barramentos, condutores, etc., e seus elementos separados, como indicar os caminhos empregados para a interconexão dos contatos destes elementos, conforme ilustra a figura 30.
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b) A planta de fiação ou diagrama de interligações é a representação dos condutores internamente a um aparelho ou painel, entre aparelhos ou entre grupos de aparelhos de uma instalação. Observe-se que, se duas ou mais partes de uma instalação estão interligadas entre si por condutores, estes são ligados em ambos os lados a blocos terminais (régua de bornes). Tanto os terminais quanto os conjuntos de bornes são identificados por letras e números, mostrado na figura 31.
Figura 31– Régua de bornes.
A figura 32 apresenta um exemplo de desenho contendo a régua de bornes.
51 Bibliografia
CAVALIN, G. SERVELIN, S. InstalaçõesElétricas Prediais. Conforme NBR 5410/2004, 20ed. Editora Érica, São Paulo 2010.
ABNT – NBR 5444 – 89. Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais. ABNT - NBR 5280 – 83. Símbolos literais de identificação de elementos de circuito. CATAREIRA, M. Instalações Elétricas Industriais, disponível em:
http://www.rosaperrone.com.br/baixar.php?arquivo=rps_apostila_-_instala%E7%F5es_eletricas_industriais.pdf.
CPFL Energia. Quadro de Distribuição e Proteção - QDP – Padronização, disponível
em: http://www.cpfl.com.br/LinkClick.aspx?fileticket=%2BRZgQxRVJPU%3D&tabid=1411&mid=2057
Bibliografia Complementar
NBR 5410:04 - Instalações elétricas de baixa tensão.
NBR 5419:05 - Proteção de estrutura contra descargas atmosféricas.
NBR 13534:95 - Instalações elétricas em estabelecimentos assistenciais de saúde - requisitos para segurança.
NBR 13570:96 - Instalações elétricas em locais de afluência de público.
NBR 14306:99 - Proteção elétrica e compatibilidade; eletromagnética em redes internas de telecomunicações em edificações – Projeto.
NBR 14639:01 - Posto de serviço - Instalações elétricas.
NBR 5422:85 - Projeto de linhas aéreas de transmissão e subtransmissão de energia elétrica – procedimento
NBR 5433:82 - Redes de distribuição aérea rural de energia elétrica – padronização.
NBR 5434:82 - Redes de distribuição aérea urbana de energia elétrica – padronização
NBR 14039:05 - Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV
