Instalações Elétricas
Sexta edição
Julio Niskier
Engenheiro
Eletricistapela
Universidade Federal do Rio de Janeiro-UFRJ. Mestradopela
UFRJ.Pós-graduado
emEngenharia
deSegurança pela
Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ.Antigo
Professor da Escola deEngenharia
da UFRJ.Inspetor
de Riscosgraduado pela
Escola Nacional deSeguros
do IRB.Diretor daIECIL-
Instalações
eEngenharia.
Archibald Joseph Macintyre
Membro da Academia Nacional de
Engenharia.
Professor do Centro Técnico-Científicoda
Pontifícia
Universidade Católicado
Rio de Janeiro-PUC-Rio,
do Instituto Militar deEngenharia
-IMEedo Núcleo de Treinamento
Tecnológico
-NTT.Professor inativo das Escolas de
Engenharia
da UFRJeda UERJ.Luiz Sebastião Costa (Colaborador)
Engenheiro
Eletricistapela
Escola Federal deEngenharia
deItajubá
-atualUNIFEI, especialização
emSistemas de Potência.Professor da Faculdade de
Engenharia
da Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ.Antigo
Professorda Faculdade deEngenharia
da Universidade SantaÚrsula
edo Centro Federal de
Educação Tecnológica
CelsoSuckow
daFonseca-CEFET-RJSumário
1 Conceitos Básicos de Eletricidade
comVistas
aInstalações 1
1.1
Constituição da Matéria
11.2 Grandezas
Elétricas
2 1.2.1 Potencial Elétrico 21.2.2 Intensidade daCorrente Elétrica 3 1.2.3 Resistência Elétrica 3
1.2.4 Lei de Ohm 5 1.2.5 Potência Elétrica 6 1.2.6
Energia
e Trabalho 61.2.7
Queda
de Tensão 71.2.8 CircuitoscomResistências Associadas 8 1.3
Produção de
umaForça Eletromotriz
10 1.4Geração
de Corrente em umAlternador 121.4.1 Gerador Monofásico 12
1.4.2 Gerador Trifásico Elementar 13
1.4.3 Grandezasa SeremConsideradas em Um Circuito de Corrente Alternada 13
1.4.4
Ligações
dos Enrolamentos dosGeradores Trifásicos 16 1.5Potência Fornecida pelos Alternadores
171.5.1
Expressão
da Potência 17 1.5.2 Fatorde Potência 18 1.5.3 Rendimento 191.6
Ligação dos Aparelhos
de Consumo deEnergia
Elétrica 201.7
Emprego
de Transformadores 21 1.7.1 Conceito deTransformador 211.7.2
Ligação
deTransformadores Trifásicos 222 Fornecimento de Energia
aosPrédios. Alimentadores Gerais 25
2.1
Legislação
262.1.1
Principais Definições
daResolução
Normativa N°414 da ANEEL, de9 de Setembro de2010 262.1.2 Limites de Fornecimento 26
xi
SUMÁRIO
2.13 Ponto de
Entrega (PE)
272.1.4
Responsabilidades
272.2 Normas
Técnicas do Corpo de Bombeiros do Estado do Rio de Janeiro
-Código
deSegurança
ContraIncêndio
ePânico (COSCIP)
272.3 Modalidades de
Ligações
292.3.1 Provisórias 29 2.3.2
Temporárias
29 2.3.3 Definitivas 292.4
Limites de Fornecimento de Energia
Elétrica 292.4.1 Em
Relação
aoTipo
deMedição
292.4.2 Atendimento Através de UnidadeTransformadora Externa Dedicada 29 2.4.3 Tensões de
Fornecimento, Tipo
de Atendimento eNúmero de Fases 30 2.5Definições
312.5.1 Unidades Consumidoras
(UC)
312.5.2
Edificação
312.5.3 Entrada Individual 31 2.5.4 Entrada Coletiva 31
2.5.5
Instalação
de Entrada deEnergia
Elétrica 312.5.6 Pontode
Entrega
312.5.7 Pontosde
Interligação
322.5.8 RecuoTécnico 32 2.5.9 Ramal de
Ligação
322.5.10 Ramal de Entrada 32 2.5.11 Limite de
Propriedade
322.5.12
Carga
Instalada 322.5.13 Demanda 32 2.5.14
Espaço
Físico 322.6
Procedimentos
paraSolicitação
de Fornecimento 36 2.6.1Apresentação
deProjeto
da Entrada deServiço
362.6.2
Apresentação
deDocumento "ART" do CREA/RJ 37 2.7Dados Fornecidos pela Concessionária
372.7.1 Padrão de Entrada aSerUtilizado 37 2.8
Caixas
Padronizadas 372.8.1 Caixas para Medidores 37 2.8.2 Caixas para
Disjuntor
-CDJ 402.8.3 Caixas para Seccionador- CS 40 2.8.4 Caixa para
Proteção
Geral- CPG 422.8.5 Caixa de
Inspeção
deAterramento 43 2.9Proteção
Geral deEntrada
432.9.1
Proteção
Geral contraSobrecorrentes 43 2.9.2Proteção
contraSobretensões 442.10 Entrada Coletiva 44
2.10.1
Medição
Individual eAgrupada
452.10.2
Medição
deServiço
462.10.3
Medição
Totalizadora 47 2.11 Aterramento dasInstalações
472.11.1 Aterramento do CondutorNeutro 47 2.11.2
Ligações
a TerraeCondutordeProteção
482.113 Eletrodo de Aterramento 48 2.11.4
Interligação
à Malha 482.11.5 Número de Eletrodos 48
Instalações para Iluminação
eAparelhos Domésticos 50
3.1 Normas
que Regem
asInstalações
emBaixa
Tensão 503.2
Elementos Componentes
deumaInstalação Elétrica
503.2.1 Símbolose
Convenções
503.2.2
Definições
Mais Usuais 56 3.2.3 Pontos de Tomadas 58 3.3 Estimativa deCarga
603.3.1 Densidadede
Carga
eConsumo porAparelho
603.3.2
Fiação
613.4
Esquemas Fundamentais
deLigações
623.4.1 Pontode Luze
Interruptor Simples,
IstoÉ,
deumaSeção
623.4.2 Pontode
Luz, Interruptor
de umaSeção
eTomada 633.4.3 Pontode Luz, Arandelase
Interruptor
de DuasSeções
633.4.4 DoisPontosde Luz Comandados por um
Interruptor Simples
643.4.5 Dois PontosdeLuz Comandados porum
Interruptor
de DuasSeções
643.4.6 Dois PontosdeLuz Comandados porum
Interruptor
de DuasSeções,
AlémdeumaTomada 64
3.4.7
Ligação
deumaLâmpada
comInterruptor
de umaSeção
comAlimentação pelo Interruptor
653.4.8
Ligação
de DuasLâmpadas
eInterruptor
deDuasSeções
653.4.9
Ligação
de DuasLâmpadas
porDoisInterruptores
deumaSeção
653.4.10
Ligação
deumaLâmpada
comInterruptores
Paralelos(three-way)
663.4.11
Ligação
deumaLâmpada
comInterruptores
Paralelos[three-way)
663.4.12
Ligação
de umaLâmpada
comInterruptores
Paralelos(three-way)
663.4.13
Ligação
deumaLâmpada
com DoisInterruptores
Paralelos(three-way)
e umIntermediário
(Four-way)
673.4.14
Ligação
deumaLâmpada
com DoisInterruptores
Paralelos(three-way)
e umIntermediário
(four-way)
673.4.15 Minuteriae Sensorde
Presença
68 3.5Potência Instalada
ePotência
de Demanda 70 3.6 Intensidadeda
Corrente 703.7 Fornecimento às Unidades
Consumidoras
72 3.8Cálculo da Carga
Instalada edaDemanda
743.8.1
Determinação
daCarga
Instalada 743.8.2
Expressão
Geral para Cálculo deDemanda-Seção
A 74 3.8.3 Cálculo da Demanda-Seção
A 773.8.4
Avaliação
da Demanda de Entradas deServiço
Individuais ede Circuitos deServiço
DedicadoaoUso de Condomínios 773.8.5
Avaliação
da Demanda de Entradas Coletivas 773.8.6
Avaliação
de Demanda de Entradas ColetivascomMais de umAgrupamento
de Medidores 783.8.7 Método de
Avaliação
eAplicação
-Seção
B 793.8.8
Campo
deAplicação
83 3.9Sistema Elétrico
deEmergência
853.10
Exemplos de Avaliação de Demandas
85Economia dos Condutores Elétricos. Dimensionamento
eInstalação.
Aterramento. O Choque Elétrico 96
4.1
Considerações Básicas
964.2
Seções Mínimas dos Condutores
97 43Tipos
de Condutores 984.4 Dimensionamento dos
Condutores
1004.4.1 Escolha do Condutor
Segundo
oCritério doAquecimento
1004.5
Número de Condutores
Isolados no Interiorde
umEletroduto
119 4.5.1 Os Condutores SãoIguais
1194.5.2 Os Condutores São
Desiguais
1204.6
Cálculo dos Condutores pelo Critério
daQueda
de Tensão 1214.6.1
Instalações
Alimentadas a Partir da Rede de Alta Tensão 1224.6.2
Instalações
Alimentadas Diretamenteem Rede deBaixa Tensão 122 4.7 Aterramento 1264.7.1
Definições
1274.7.2 Modalidades de Aterramento 128 4.7.3
Seção
dos Condutores deProteção
128 4.7.4 Aterramentodo Neutro 1284.7.5 O
Choque
Elétrico 1304.8 Cores dos
Condutores
134Comando, Controle
eProteção dos Circuitos 135
5.1
Dispositivos
de Comando dos Circuitos 135 5.1.1 Contatores 1365.1.2 RelêTérmico 138
5.2
Dispositivos de Proteção
dosCircuitos 138
5.2.1
Dispositivos
deProteção
Contra Curtos-circuitos 138 5.3 Relés de Subtensão eSobrecorrente
1475.4
Dispositivo Diferencial-Residual. Proteção
contra Corrente deFuga
àTerra,
Sobrecarga
eCurto-Circuito 147 5.5Relés de Tempo
1485.6 Master
Switch
149 5.7Relê de Partida
1525.8 Comando por Células Fotoelétricas 152 5.9
Seletividade
1535.9.1 Seletividadeentre Fusíveis 154 5.9.2 Seletividade Entre
Disjuntores
1555.9.3 Seletividadeentre
Disjuntor
e Fusíveisem Série 1555.10 Variador da Tensão
Elétrica
1565.10.1
Emprego
de umDimmerouAtenuador 156Instalações para Motores 158
6.1
Classificação dos
MotoresElétricos
158SUMÁRIO XV
6.1.1 Motores de Corrente Contínua 158 6.1.2 Motores de Corrente Alternada 158 6.2
Variação de Velocidade do
Motor 161 63Escolha do
Motor 1636.4 Potências do Motor Elétrico 163 6.5 Fator de
Potência
1646.6 Correnteno Motor
Trifásico
1666.7 Resumo
das Fórmulas
paraDeterminação
de /(Ampères),
P(cv,
kW ekVA)
eGraus de
Proteção
1666.8
Conjugado do
MotorElétrico 168
6.9 Corrente
de Partida
no MotorTrifásico
169 6.10Letra-Código
1706.11 Dados de Placa 171
6.12
Ligações
dos Terminais dos Motores 172 6.13Circuitos de
Motores 1736.13.1 Circuitos Terminais Individuaiscom
Distribuição
Radial 1736.13.2 Circuitos Partindo deum Alimentador Geral 174
6.13.3 Circuitos Individuais de Motores Derivando de Ramais Secundários de umAlimentador Geral 174
6.13.4 Mesmo Caso queo
Anterior,
Porémcom osRamaissemProteção Própria
1756.14
Dimensionamento
dos Alimentadores dos Motores 175 6.14.1Definições
1756.14.2 Critériosa Serem UsadosnoDimensionamento dosAlimentadores 176 6.14.3 DimensionamentocomBasena
Queda
deTensão 1776.14.4 Tabelas para Escolha dos Condutores 178
6.15 Dispositivos de Ligação
ede Desligamento
1796.15.1
Ligação
Direta 1796.15.2
Ligação
comDispositivos
Redutores daCorrentede Partida 180 6.16Dispositivos
deProteção
dos Motores 1846.17
Dispositivos
deProteção
do Ramal 1856.18
Centro
deControle de
Motores 1886.19 Curto-circuito
189Tubulações Telefónicas
-Sequência Básica para Elaboração do Projeto 197
7.1
Tubulação Secundária
1977.1.1 Previsão de Pontos de Telefone 197
7.1.2 Dimensionamento das
Tubulações, Trajetos
e Diâmetros 1977.1.3 Critériosa Serem
Seguidos
nos Diversos Sistemas deDistribuição
2027.2
Tubulação
Primária 2067.3
Tubulação
de Entrada 2087.4
Edifícios Constituídos
de VáriosBlocos
215Lumínotécnica 218
8.1 ConceitoseGrandezas
Fundamentais
218 8.2Lâmpadas
2238.2.1
Lâmpadas
Incandescentes 223 8.2.2Lâmpadas
deDescarga
2268.3 Cor daLuz 239
8.4 Vida
Útil
e Rendimento Luminoso dasLâmpadas
2398.5
Emprego
deIgnitores
2408.6 Luminárias 241
8.7
Projeto
deIluminação
2418.7.1
índices
de lluminância de Interiores 243 8.7.2Seleção
da lluminância 2438.8 Iluminação pelo Método
de "Pontoa Ponto" 256 8.8.1 Luminárias—Diagramas
Fotométricos 257 8.9 UsodeProgramas Computacionais
2638.10
Lâmpadas
-Tendências 2658.10.1
Multivapores
Metálicos 2668.10.2 Fluorescentes
Compactas
267 8.10.3Halógenas
2678.10.4
Vapor
de Sódio de Alta Pressão 268 8.10.5 LEDs-ASolução
para Novas Ideias 268Contra
oDesperdício de Energia. Correção do Fator de Potência.
Harmónicos
nasInstalações de Edifícios 270
9.1 Fundamentos 2709.2
Regulamentação
sobre o Fatorde Potência
271 9.3Correção
do Fatorde Potência
2759.4 Aumentona
Capacidade de Carga pela Melhora do
Fatorde Potência
278 9.5Equipamentos Empregados
2819.6
Prescrições para Instalação
deCapacitores
2839.7
Associação de Capacitores
2869.8
Determinação do
Fatorde Potência
287 9.9 ComentáriosGerais
2889.10
HarmónicosnasInstalações
de Edifícios 288 9.10.1Definições
2889.10.2 Harmónicosx
Capacitores
2909.10.3
Detecção
eMedição
deDistorção
Harmónica 2919.10.4 Critérios de
Avaliação
2929.10.5 Técnicas de
Mitigação
em RedesdeEnergia
292Proteção das Edificações. Para-raios Prediais. Sistemas de Proteção
contra Descargas Atmosféricas (SPDA) 295
10.1 Eletricidade Atmosférica 295
SUMÁRIO
10.2
Classificação
dos Para-raios 29710.3
Sistema de Proteção
contraDescargas Atmosféricas (SPDA) 297
10.3.1
Captor
ou Ponta. MastroouHaste 297 103.2 AnelCaptor
29810.3.3 Condutor de Descida 298 10.3.4 Conexão de
Medição
29910.3.5 Eletrodos de Aterramento 299 10.3.6 Níveis de
Proteção
de um SPDA 30010.3.7 Anel de Aterramento 300 10.3.8
Equipotencialização
30210.4 Métodos de
Projeto
daProteção
contraDescargas Atmosféricas
302 10.4.1 Método de Franklin 30210.4.2 Método de
Faraday
30310.4.3
Eletrogeométrico
30310.5
Seções
eEspessuras
Mínimas doSpda
304Sinalização, Comunicação
eComandos 305
11.1
Sinalização
30511.2 Porteiro Eletrônico 307
11.3
Sinalização Acústico-visual
emHospitais
30911.4
Comunicação
Interna 31111.5 Abertura e Fechamento de Portões 311 11.6
Iluminação de Emergência
31111.7 Portas Automáticas 312 11.8
Relógios
de Controle 31311.9
Sistemas de Alimentação Ininterrupta (UPS
-Uninterruptible
PowerSupply
ou
Nobreaks)
31511.9.1
Classificação
dasCargas
31511.9.2 Sistemas de
Alimentação Ininterrupta
31611.9.3 Em
Instalações
de GrandePorte 31711.9.4 Intertravamentos 317 11.9.5 Nobreak 317
Eletrotermia 323
12.1 Processos
Empregados
em Eletrotermia 323 12.2Aquecimento
Resistivo 32512.3
Aquecedores Elétricos de Água
32812.3.1
Aquecedores
Instantâneos 328 12.3.2Aquecedores Rápidos
32812.3.3
Aquecedores
Elétricos porAcumulação
32812.4
Caldeiras Elétricas
paraGeração
deVapor
33012.4.1 Modalidades deCaldeirasElétricas 330 12.4.2 Controle e
Proteção
de Caldeiras Elétricas 336 12.4.3Proteção
Elétrica das Caldeiras 336SUMÁRIO
12.5 Fornos
Elétricos 337
12.5.1 Fornos aResistência 337 12.5.2 Fornos aArco 338 12.5.3 Fornos de
Indução
33813 Subestações Abaixadoras de Tensão 340
13.1
Fornecimento
deEnergia
em Tensão Primária deDistribuição
34013.2
Terminologia
eDefinições
34013.2.1 Consumidor 340
13.2.2 Unidade Consumidora 340 13.23
Subestação
de Consumidor 340 13.2.4 Ponto deEntrega
34013.2.5
Carga
Instalada 34013.2.6 Ramal de
Ligação
34113.2.7 Ramal de Entrada 341
13.3
Dispositivos Legais, Regulamentares
eNormativos
34113.4
Tensões Utilizadas
34113.4.1 Tensões Nominaisde
Operação (TNO)
34113.4.2 Tensão Contratada
(TC)
34113.5
Circuito Auxiliar de
Combatea Incêndio 341 13.6Ligações
Provisórias341
13.7
Ligações Temporárias
34113.8
Tipos
deSubestações
34213.8.1
Subestação Simplificada
34213.8.2
Subestação
Blindada 34513.9
Instalação
deBanco deCapacitores
34713.10
Localização
eAfastamento
daSubestação
34813.11
Condições
NãoPermitidas
34813.12 Ramal de Ligação
34913.12.1 Ramal de
Ligação
Aéreo 34913.12.2 Ramal de
Ligação
Subterrâneo 349 13.12.3Subestação
Blindada 35013.14 Transformadores 354 13.14.1 Para-raios 357 13.14.2 Chaves deFaca 357 13.14.3 Chaves Fusíveis 357
13.14.4 Barramentos e Isoladores 357 13.14.5 Aterramento 358
13.14.6
Geração Própria
35813.14.7
Bomba-d'Água
paraInstalação
deProteção
contra Incêndio 35813.15 Prédios com Mais de uma
Subestação
35813.16
Medição
36213.17 Proteção do Sistema Elétrico
362SUMÁRIO
Ijm 4 Sistemas de Segurança
eCentrais de Controle 363
14.1
Edifício Inteligente
36314.1.1 Verdadese
Mistificações
36314.1.2 Oque
É
EdifícioInteligente?
363 14.2 Sistemas deAlarme
contraRoubo
36414.3
Sistemas
de Alarme ContraFogo, Fumaça
eGases 36514.3.1 Naturezada
Questão
36514.3.2 Detectores Automáticos 365
14.3.3 Central de Controle de Combatea Incêndio 368 14.3.4
Suprimento
deEnergia
36914.4
Central de Supervisão
eControle
36914.4.1 Preliminares 369
14.4.2 Sistema de
Automação
Predial Siemens -SAPS 37014.4.3 Dados para
Preparação
deumProjeto
de Central de AlarmeeControle Predial 37215 Materiais Empregados
eTecnologia de Aplicação 374
15.1
Definições
Gerais 37415.1.1
Espaço
deConstrução
37415.1.2 Eletrocalha 374 15.1.3 Canaleta 375 15.1.4
Bandeja
37615.1.5 Perfilado 376 15.1.6 Leito 376 15.1.7 Prateleira 376 15.2
Condutos
37815.2.1 Eletrodutos 378
15.2.2 Eletrodutos
Rígidos
38015.2.3 Número de Condutoresem um Eletroduto 382 15.2.4 Acessórios dos Eletrodutos Metálicos 383 15.2.5 Conexões Não
Rosqueadas
38615.2.6 Eletrodutos Metálicos Flexíveis 386
15.2.7 Eletrodutos Plásticos Flexíveis
(Tigreflex)
38715.2.8 Eletrodutos Plásticos Flexíveis
(Kanaflex)
387 15.3Instalação
em Dutos387
15.4
Instalação
em Calhas e Canaletas 38815.5
Molduras, Rodapés
eAlizares
39515.6
Espaços
Vazios ePoços
paraPassagem
de Cabos 39715.7
Instalações sobre Isoladores
397 15.8Instalações
em Linhas Aéreas 39815.9
Caixas de Embutir, Sobrepor
eMultiuso
39915.10 Caixas de
Distribuição Aparentes {Conduletes)
40115.11
Quadros Terminais
de ComandoeDistribuição
40416 Exemplo de Projeto de Instalações Elétricas 406
16.1
Elaboração de Projeto
40616.2
Elementos
Constitutivos de umProjeto
40616.2.1 Memorial Descritivo 406
16.2.2 Plantasou
Projeto Propriamente
Dito 40716.23 Memorial de Cálculo para o Local de
Medição
40716.2.4
Orçamento
40716.3
Projeto
deumPrédio de Apartamentos 407
16.3.1 Dados Iniciais 408
16.3.2
Pavimento-tipo (1.°
ao5.°)
40816.3.3
Esquema
Vertical 41316.3.4 Cálculo da Demanda do
Projeto
42417 Unidades
eConversões de Unidades 430
17.1
Unidades
Básicas do Sistema Internacional deUnidades
-SI 430 17.2 Prefixos noSistema Internacional (os mais usuais)
43017.3 Unidades
Elétricas
eMagnéticas
43117.4
Tabela de
Fatoresde
Conversão 431 17.5Equivalências Importantes
43517.6