Dimensionamento de Condutores Dimensionamento Da Proteção
-
Upload
lanubiacesar -
Category
Documents
-
view
69 -
download
15
description
Transcript of Dimensionamento de Condutores Dimensionamento Da Proteção
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Os seis critrios de dimensionamento de circuitos
de BT (Baixa Tenso) :
1. Seo mnima;
2. Capacidade de conduo de corrente;
3. Queda de tenso;
4. Proteo contra sobrecargas;
5. Proteo contra curtos-circuitos;
6. Proteo contra contatos indiretos (aplicvel apenas
quando se usam dispositivos a sobrecorrente na
funo de seccionamento automtico)
2
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Seo mnima
Condutor de cobre para circuitos de iluminao de 1,5
mm2;
Condutor de cobre para circuitos de fora, que incluem
Togas, de 2,5 mm2;
Neutro: deve possuir a mesma seo do condutor fase
nos seguintes casos:
a) Circuitos monofsicos e bifsicos neutro;
b) Circuitos trifsicos, quando a seo do condutor fase for
inferior a 25 mm2.
c) Circuitos trifsicos, quando for prevista a presena de
harmnicos.
3
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Sees mnimas dos condutores
4
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Capacidade de conduo de corrente
Garante uma vida satisfatria do condutor e seu
isolamento submetidos aos efeitos trmicos da
corrente;
Determinao da seo dos condutores;
Tratado na seo 6.2.5 da NBR 5410, com tabelas para
a determinao das sees dos condutores;
Uso de tabelas para correto dimensionamento dos
condutores, traduzindo os clculos para a realidade;
Fatores de correo:
Fator de correo de temperatura (FCT) e
Fator de correo para nmero de circuitos (FCNC). 5
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
A corrente transportada por qualquer condutor no deve
ser tal que a temperatura mxima no seja
ultrapassada.
6
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Mtodos de referncia
a) A1 condutores isolados em eletroduto de seo circular embutido em parede termicamente isolante;
b) A2 cabo multipolar em eletroduto de seo circular embutido em parede termicamente isolante;
c) B1 condutores isolados em eletroduto de seo circular sobre parede de madeira;
d) B2 cabo multipolar em eletroduto de seo circular sobre parede de madeira;
e) C cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede de madeira;
f) D cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo;
g) E cabo multipolar ao ar livre;
h) F cabos unipolares justapostos ao ar livre;
i) G cabos unipolares espaados ao ar livre. 7
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Clculo da corrente de fase:
Clculo da corrente de projeto:
8
Onde:
FCT = Fator de correo de temperatura
FCNC = Fator de correo para nmero de circuitos
FP = Fator de Potncia
S = Carga Resistiva
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Tabelas para os fatores de correo
(tais. 35 e 37 da NBR 5410-2004):
9
FCT
Fator de correo para nmero de circuitos
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Tabela para a determinao do condutor que atenda
corrente de projeto definida:
de 31 a 34 da NBR 5410-2004
10
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
EXEMPLO 1:
O circuito de um chuveiro monofsico possui potncia
de 4500W. Considere T = 30C e que o nmero de
circuitos agrupados seja 3 (no pior trecho de eletroduto
onde passa o circuito do chuveiro)
11
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
EXERCCIO 1:
Um circuito de 1200W de iluminao e tomadas de uso
geral, de fase e neutro, passa no interior de um
eletroduto embutido de PVC, juntamente com outros
quatro condutores isolados de outros circuitos e cobre,
PVC = 75C. A temperatura ambiente de 35C. A
tenso de 120V. Determinar a seo do condutor.
12
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
SOLUO
Clculo da corrente do circuito
ICIRC = 1200W/120V = 10A
Fator de correo de temperatura (FCT) = 0,94
Fator de correo para nmero de circuitos (FCNC) = 0,70
Clculo da corrente de projeto
IPROJ = ICIRC/(FCT*FCNC) = 10A/(0,94*0,70) = 15,2A
Concluses:
O condutor a ser escolhido o de seo 1,5 mm2;
Para circuitos internos de iluminao de 1200W,
considerando os efeitos de aquecimento e agrupamento,
o condutor de 1,5 mm2 suficiente, dispensando clculos
de circuito por circuito.
13
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Queda de tenso
Aparelhos eltricos so projetados para trabalharem a
determinadas tenses, com baixa tolerncia;
Tratado na seo 6.2.7 da NBR 5410;
Ao longo do circuito, ocorre uma queda de tenso;
As quedas de tenso so em funo da distncia entre
a carga e o medidor e a potncia da carga;
Utiliza a corrente de projeto do circuito;
Quedas dadas em percentagem da tenso nominal
14
tenso de entrada - tenso na cargaQueda de tenso percentual = x 100%
tenso na entrada
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
A reduo da tenso no deve ser superior a
estabelecida pela norma na tabela a seguir:
15
Iluminao Outros
usos
A Instalaes alimentadas diretamente por ramal de baixa tenso, a partir de uma rede de
distribuio pblica de baixa tenso
5% 5%
B Instalaes alimentadas diretamente por subestaes de transformao ou transformador, a
partir de uma instalao de alta tenso
7%
7%
C Instalaes que possuam fonte prpria 7% 7%
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
A queda de tenso no circuito tambm pode ser
expressa por:
A resistncia para um circuito a 2 fios:
Finalmente:
16
Onde:
S = Carga Resistiva
(letra grega R) = representa a resistividade eltrica do condutor usado e a sua unidade de media dada em .m no SI.
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
A tabela abaixo mostra os valores da resistividade e do
coeficiente de temperatura de alguns materiais a 20 C.
17
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
O mtodo VAm quando se tratar de circuitos com cargas pequenas
Tabela com as sees padres dos condutores:
18
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
EXEMPLO 2
Clculo de queda de tenso para o circuito do chuveiro,
considere as distncias no diagrama uni filar abaixo:
19
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
EXEMPLO 3
Clculo da queda de tenso para um circuito de
iluminao:
20
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
21
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
EXERCCIO 2
Tem-se a seguinte distribuio de carga. Dimensionar os
condutores de cada circuito de acordo com CQT (Critrio de
queda de tenso).
22
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
SOLUO:
Circuito 1:
1500 W x 8 m = 12.000 W.M;
Logo, o condutor dever ser de 1,5 mm2 . Como fator de
segurana utilizaremos o fio com 2,5 mm.
Circuito 2:
150 x 4 = 600
200 x 14 = 2.800
150 x 18 = 2.700
6.100 W.M
Logo, o condutor dever ser de 1,5 mm2.
Circuito 3:
1.000 x 16 = 16.000 W.M
Logo, o condutor dever ser de 2,5 mm2. 23
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Circuito 4:
100 x 6 = 600
60 x 16 = 960
100 x 21 = 2.100
600 x 25 = 15.000
18.660 W.M
Logo, o condutor dever ser de 2,5 mm2.
Alimentador geral:
Carga total do alimentador:
1.500 + 150 + 200 + 150 + 100 + 60 + 100 + 600 + 1.000 =
= 3.860W.
Admitindo alimentador trifsico: 3.860/3 = 1.286,6W
1.286,6 x 30 = 38.600 W.M
Logo, o condutor dever ser de 6 mm2;
O condutor neutro deve ter a mesma seo do condutor
fase ( S 25 mm2).
24
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Outro mtodo de clculo por queda de tenso:
Conhecem-se:
Material do eletroduto (magntico ou no magntico);
Corrente de projeto, (IPROJ);
O fator de potncia (FP), (cos );
A queda de tenso admissvel para o caso (em %);
O comprimento do circuito (em Km);
A tenso entre fases (em volts);
Calcula-se:
A queda de tenso admissvel em volts;
Dividindo U por (IPROJ x l), tem-se a queda de tenso (volt/ampere x Km);
Obtem-se a seo do condutor na Tabela
%U U
25
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Quedas de tenso unitrias. Condutores isolados em
PVC.
26
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
EXEMPLO 3:
Um circuito 3 em 230V, com 45 metros, alimenta um quadro terminal e esse serve a diversos motores. A corrente nominal
total de 132 A. Dimensione o circuito do quadro geral ao
quadro terminal.
27
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
SOLUO:
Conhecemos
Alimentao em BT;
Material do eletroduto: ao, material magntico;
IPROJ = 132 A;
cos = 0,80 (motores);
% de queda de tenso admissvel = 2%
Cumprimento do circuito l = 0,045 Km;
Tenso entre fases: U = 230 V;
Clculos:
Queda de tenso admissvel:
Queda de tenso em V/(A x Km)
Da tabela, obtemos o condutor de seo de 70 mm2.
28
0,02 x 230 4,6U V V
4,60,774
x 132 x 0,045 x KmPROJ
U V V
I l A
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Proteo contra Sobrecargas
No exatamente um critrio de dimensionamento;
Descritos no captulo 5.3 e nas sees 5.7.4, 6.3.4 e 6.3.7
da NBR 5410;
Condutores vivos devem ser protegidos por dispositivos
de seccionamento automtico contra sobrecargas;
Deve ser coordenada com a proteo contra curto-
circuito;
Seletividade quando dois ou mais dispositivos so
colocados em srie;
A proteo dos condutores contra sobrecargas no
garante necessariamente a proteo dos equipamentos;
29
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Dispositivos protegendo um circuito contra sobrecargas
devem satisfazer s duas condies:
Onde:
Ib :corrente de projeto do circuito, em A;
Iz :capacidade de conduo de corrente dos
condutores;
In :corrente nominal do dispositivo de proteo (ou
corrente de ajuste para dispositivos ajustveis);
I2 :corrente convencional de atuao, para disjuntores,
ou corrente convencional de fuso, para fusveis. 30
2 e 1,45B n Z ZI I I I I
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Proteo contra curto-circuito
No exatamente um critrio de dimensionamento;
Descrito na seo 5.3.4 da NBR 5410;
A suportabilidade a curto-circuito tambm pode
modificar a seo dos condutores;
Os condutores devem ser protegidos por dispositivos
de proteo com as seguintes caractersticas:
Onde:
Ik :corrente de curto-circuito presumida;
Ir :corrente mxima de interrupo (ruptura) do
dispositivo de proteo 31
k rI I
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
A integral de Joule (energia) que o dispositivo deixa
passar, deve ser inferior ou igual a energia necessria
para aquecer o condutor:
Onde:
I : corrente de curto-circuito presumida simtrica;
t : a durao do curto-circuito, calculado para o
disjuntor (curvas do fabricante), em segundos;
K : constante definida pela isolao do condutor;
S : seo do condutor em mm2.
32
2 2 2I t K S
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Proteo contra contatos indiretos
Se aplica nos casos em que este tipo de proteo
atribudo aos dispositivos de sobrecorrente.
Descrito na seo 5.1.3 da NBR 5410;
Assegura que o circuito seja automaticamente
desligado caso ocorra alguma falta terra ou massa;
Destina-se a efitar tenso de contato;
Princpios bsicos:
a) Aterramento;
b) Tenso de contato limite;
c) Seccionamento da alimentao.
33
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Requesitos bsicos para proteo contra choques:
Equipotencializao da proteo;
Seccionamento automtico:
Dispositivos de proteo sobrecorrente;
Esquemas: TN-C, TN-CS e IT (Neutro isolado)
Dispositivos de proteo a corrente diferencial-residual
(DR).
Esquemas: TN-S, TT e IT (Neutro com impedncia)
Independente do aterramento, o uso de DR tornou-se
obrigatrio.
34
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
a) Equipotencializao da proteo
35
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
b) Seccionamento automtico por sobrecorrente
Assegura proteo contra contatos indiretos quando no
ultrapassar os limites da tabela (TN Disjuntor tipo B):
Fatores de correo
f1 = 0,62 para condutores de alumnio;
f2 = 2/(m+1) m = relao entre seo da fase e proteo
f3 = Vn/220 para tenso fase neutro 220V;
f4 = 1 para esquema TN;
f5 = 0,5 para disjuntor tipo C;
f6 = 0,25 para disjuntor tipo D.
36
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Dimensionamento do condutor neutro
O neutro deve possuir a mesma seo dos condutores
fase nos seguintes casos:
Circuitos monofsicos;
Circuitos bifsicos com neutro (taxa de harmnicos inferior a
33% da fundamental);
Circuitos trifsicos com neutro (taxa de harmnicos inferior a
33% da fundamental);
Quando h harmnicos superiores a 33%, pode ser
necessrio condutor neutro com seo superior.
O neutro ser menor que o condutor fase quando:
Apenas nos circuitos 3;
O circuito for presumidamente equilibrado;
Contiver harmnicos inferiores a 15%;
O neutro for protegido contra sobrecorrentes.
37
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Seo mnima do condutor neutro
38
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Dimensionamento dos condutores de proteo
A norma recomenda condutores de proteo (PE)
condutores isolados;
cabos unipolares ou;
veias de cabos multipolares.
Descrito na seo 6.4.3 da NBR 5410;
Tal condutor tem por objetivo fornecer um caminho
seguro para correntes eltricas indesejveis;
O tipo de proteo e do condutor dependem do tipo de
aterramento da instalao;
A seo no deve ser inferior ao determinado pela
expresso: 39
2I tS
k
-
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
Os seguintes elementos metlicos no so admitidos
como condutores de proteo:
a) Tubulaes de gua;
b) Tubulaes de gs ou lquidos inflamveis;
c) Elementos de construo sujeitos a esforos mecnicos;
d) Eletrodutos flexveis (exceto quando para esse fim);
e) Partes metlicas flexveis;
f) Armadura do concreto;
g) Estruturas e elementos metlicos da edificao.
A tabela indica a seo mnima do condutor de
proteo:
40
-
DIMENSIONAMENTO DOS
ELETRODUTOS
Relacionado ao clculo do dimetro dos
eletrodutos;
Exigncias:
Os circuitos devem pertencer mesma instalao
(mesmo quadro);
Os condutores devem ser semelhantes (intervalo de 3
sees normalizadas);
Todos os condutores devem possuir a mesma
temperatura mxima
Todos os condutores devem ser isolados para a maior
tenso nominal;
Vedado o uso de eletrodutos que no sejam
expressamente comercializados para esta finalidade;
41
-
DIMENSIONAMENTO DOS
ELETRODUTOS
Utilizao de eletrodutos no propagantes de chama e,
quando embutidos, que suportem a esforos
mecnicos;
S devem ser instalados condutores isolados, cabos
unipolares e multipolares;
Normalmente: PVC rgido (instalaes embutidas) e
metlicos (instalaes aparente);
Ocupao de eletrodutos
42
-
DIMENSIONAMENTO DOS
ELETRODUTOS
Como regra, tem-se:
rea interna do eletroduto:
rea de ocupao mxima:
43
2
4
INTINT
dA
220,4 0,1
4
MAX INTOCUP INT
dA d
-
DIMENSIONAMENTO DOS
ELETRODUTOS
A partir dos valores de dimetro interno, possvel
montar a tabela:
44
-
DIMENSIONAMENTO DOS
ELETRODUTOS
rea do fio de bitola k:
Determinar-se a rea total ocupada pelos
condutores:
O eletrodo deve ser tal que:
45
2
4
kFIO
dA
25
1,5
TOTAL
OCUP k FIO kk
A n A
TOTAL MAX
OCUP OCUPA A
-
DIMENSIONAMENTO DOS
ELETRODUTOS
EXEMPLO 4
Dimensione o seguinte trecho de eletroduto:
Os circuitos 1 e 2 tem condutores de 1,5 mm2, os
condutores do circuito 3 e o aterramento tem bitola de
4,0mm2.
46
-
DIMENSIONAMENTO DOS
ELETRODUTOS
SOLUO:
Clculo da rea total ocupada pelos fios:
Da tabela fornecida pelo problema, conclui-se que o
eletroduto dever ser de 20 mm de dimetro (1/2).
Representao do eletroduto, com seu dimetro:
47
25
1,5
2
4 7,07 3 13,85
69,84
TOTAL
OCUP k FIO kk
A n A
mm
-
Obrigado!
Boa Noite!!!
48