14/05/2012
ENE065
Instalações Elétricas I
NR-10
Prof.: Ivo Chaves da Silva Junior
[email protected]
Dimensionamento dos Condutores FASE
Ampacidade
Queda de
Tensão
Seção
Mínima
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
Perfeito Funcionamento dos Aparelhos
Tensões Terminais

Tensões Nominais
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
Tensões Terminais

Tensões Nominais
• Redução do torque de motores
• Dificuldade de partida
• Redução na iluminância de lâmpadas
• Redução de vida útil, entre outros.
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
Queda de
Tensão
Esse critério tem por objetivo garantir que os níveis de tensão em todos os
pontos da instalação estejam dentro de valores especificados
pela
NR-10
NBR5410/2004 a fim de não prejudicar o funcionamento dos equipamentos
conectados aos circuitos terminais.
Dimensionamento dos Condutores
PRESCRIÇÕES DA NBR-5410/2004 QUANTO À QUEDA DE TENSÃO
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
PRESCRIÇÕES DA NBR-5410/2004 QUANTO À QUEDA DE TENSÃO
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
PRESCRIÇÕES DA NBR-5410/2004 QUANTO À QUEDA DE TENSÃO
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
Serão apresentadas três formas de dimensionamento visando a redução da
queda de tensão em condutores:
- Pela máxima queda de tensão
- Pela queda de tensão unitária
- Pelo método Watts.metros (Seminário)
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA CONCENTRADA – Máx.Queda de Tensão
NR-10
Máxima Queda de tensão:
V V
V 

 Rl  I c  Rl  I c  2  Rl  I c
2
2
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA CONCENTRADA – Máx.Queda de Tensão
Resistência
do condutor

Rl 
 l
S
Resistividade .mm
do material
m
Comprimento m
do condutor
NR-10
Área
do condutor mm
2
2
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA CONCENTRADA – Máx.Queda de Tensão
Potência ativa
do circuito
Corrente
no circuito
A
P
Ic 
vc  cos( )
W
NR-10
Fator
de
potência
Tensão de
alimentação V
do circuito
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA CONCENTRADA – Máx.Queda de Tensão
Queda de Tensão do circuito:
V  2  Rl  I c
(1)
A tensão nominal pode ser dada por:
V  V  V
V  V  V
nom
nom
c
c
Substituído o valor de R, na equação (1), em função da resistividade, comprimento
NR-10
e área do condutor, tem-se :
l
V  2     I  V  V
S
c
nom
c
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA CONCENTRADA – Máx.Queda de Tensão
Queda de Tensão do circuito (%):
Vnom  Vc
V (%) 
100%
Vnom
Como:
l
V V  2    I
S
nom
c
c
NR-10
2    l  Ic
V (%) 
100%
S  Vnom
Tem-se:
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA CONCENTRADA – Máx.Queda de Tensão
2    l  Ic
V (%) 
100%
S  Vnom
Área do condutor em função da queda percentual de tensão
2    l  Ic
S
100%
V (%)  Vnom
NR-10
PRESCRIÇÕES DA NBR-5410/2004 QUANTO À QUEDA DE TENSÃO
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA CONCENTRADA – Máx.Queda de Tensão
2    l  Ic
S
100%
V (%)  Vnom
Para circuitos com alimentação em corrente alternada a equação acima é
APROXIMADA!!
Para uma expressão mais precisa deve-se considerar:
Z c  Rc  jwL
fator de potência
Entretanto em Instalações Elétricas Residenciais, tem-se:
Rc  jwL
fator de potência  1
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
Exemplo:
Dimensionar os condutores de cobre, para um circuito (fase-fase) de um
chuveiro elétrico, distante 15m do QD, com potência de 4500VA, tensão
de 220V, de modo que a queda de tensão máxima seja de 4%.NR-10
Resistividade
do cobre
1 .mm2

57 m
Dimensionamento dos Condutores
Área do condutor em função da queda percentual de tensão
2    l  Ic
S
100%
V (%)  Vnom
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
2    l  Ic
S
100%
V (%)  Vnom
P
4500
Ic 

 20,45 A
vc  cos( ) 220 1
l  15m
Vnom  220V
1 .mm

57 m
NR-10
V (%)
4
S  1.2mm 2
2
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA DISTRIBUÍDA– Máx.Queda de Tensão
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA DISTRIBUÍDA– Máx.Queda de Tensão
Área do condutor em função da queda percentual de tensão
2     (l  I )
nc
S
c 1
c
c
V (%)  V
nom
 100%
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A TRÊS FIOS COM CARGAS CONCENTRADAS – Máx.Queda de Tensão
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A TRÊS FIOS COM CARGAS CONCENTRADAS – Máx.Queda de Tensão
Resistência
Rl 
 l
S
Corrente
Il 
P3
3  Vl  cos( )
Carga em
Estrela
NR-10
Vl  3 V f
Usando o raciocínio análogo ao circuitos a dois condutores chega-se nas
seguintes expressões:
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A TRÊS FIOS COM CARGAS CONCENTRADAS – Máx.Queda de Tensão
3    l  Il
Vl (%) 
100%
S  Vl ( nom )
Área do condutor em função da queda percentual de tensão
NR-10
3    l  Il
S 
100%
Vl (%)  Vl ( nom )
Dimensionamento dos Condutores
CIRCUITOS A TRÊS FIOS COM CARGAS DISTRIBUÍDAS – Máx.Queda de Tensão
Área do condutor em função da queda percentual de tensão
3     (l  I )
n
S 
c 1
c
V (%)  V
l
l ( nom )
c
 100%
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
QUEDA DE TENSÃO UNITÁRIA EM V/A.km
Praticidade
Precisão
USO DE TABELAS DOS
FABRICANTES
(V/A.km)
NR-10
Consideram:
Comprimentos
superiores a 15 m
• Reatância do condutor
• Fator de potência
• Característica Magnética do Eletroduto
Dimensionamento dos Condutores
ROTEIRO
DIMENSIONAMENTO PELA QUEDA DE TENSÃO UNITÁRIA EM V/A.km
1º-Passo: MATERIAL DO ELETRODUTO (MAGNÉTICO OU NÃO)
2º-Passo: TIPO DE CIRCUITO ( MONOFÁSICO, BIFÁSICO OU TRIFÁSICO)
3º-Passo: TENSÃO DO CIRCUITO ( F-N OU F-F)
4º-Passo: CÁLCULO DA CORRENTE DE PROJETO
5º-Passo: DETERMINAÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA
NR-10
6º-Passo: COMPRIMENTO DO CIRCUITO EM “KM”
7º-Passo: CÁLCULO DA QUEDA DE TENSÃO
8º-Passo: ESCOLHA DO CONDUTOR (TABELAS A SEGUIR)
Dimensionamento dos Condutores
CÁLCULO DA QUEDA DE TENSÃO UNITÁRIA EM V/A.km
Queda de tensão
percentual
permitida
Vunit
Corrente
de
Projeto
e(%).V

I p .l
Tensão
do
Circuito
NR-10
Comprimento
do
Circuito
Dimensionamento dos Condutores
QUEDA DE TENSÃO
UNITÁRIA
V/A.km
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
TABELAS - QUEDA DE TENSÃO UNITÁRIA V/A.km - FABRICANTES
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
Exemplo:
Dimensionar pelo limite de queda de tensão unitária, os condutores de
cobre para um circuito (fase-fase) de um chuveiro elétrico, distante
de
NR-10
15m do QD, com potência de 4500VA, tensão de 220V, isolação tipo
PVC, eletroduto magnético, embutido em alvenaria e temperatura
ambiente de 30°C.
Dimensionamento dos Condutores
Informações para o dimensionamento:
a) Material do eletroduto → Magnético
b) Tipo de circuito → monofásico (F-F)
c) Tensão do circuito → 220V
d) Corrente de projeto → IP = 20,45A
e) Fator de potência → FP = 1
f) Comprimento → 15m = 0,015km
g) Queda de tensão → 4% = 0,04
NR-10
Dimensionamento dos Condutores
h) Cálculo da queda de tensão unitária:
∆Vunit = e(%) . V
IP . L
∆Vunit =
0,04 . 220
20,45 . 0,015
→ ∆Vunit = 28,7 V/A.km
NR-10
i) Escolha do condutor → Consultar tabela do fabricante
Solução:
NR-10
1,5 mm²
Dimensionamento dos Condutores
Seção
Mínima
A NBR5410/2004 determina a seção mínima dos condutores Fase
de acordo com o tipo de instalação e sua utilização:
NR-10
Dimensionamento dos Condutores FASE
Ampacidade
Queda de
Tensão
Seção
Mínima
NR-10
Escolhe-se
A maior seção entre os três métodos
Dimensionamento dos Condutores
Observações:
• Em trechos maiores de 15m
• Em trechos curtos (inferior a 15m)
NR-10
Iniciar o dimensionamento pelo circuito mais longo (pior caso) de cada
grupo (Iluminação – TUGs – TUEs )
Dimensionamento do Condutor de Proteção
NBR-5410/2004 – Tabela 58
NR-10
Dimensionamento mínimo :
•
•
2,5 mm² com proteção mecânica
4,0 mm² sem proteção mecânica
sem proteção mecânica
2,5 mm²
com proteção mecânica
Dimensionamento do Condutor de Proteção
4,0 mm²
NR-10
Dimensionamento do Condutor Neutro
NR-10
Basicamente há dois fatores para o dimensionamento:
• Tipo de circuito (monofásico, bifásico, trifásico)
• Existência ou não de corrente de terceira harmônica
Dimensionamento do Condutor Neutro
HARMÔNICAS
Corrente
em algum ponto da instalação
(1) + (5) = (T)
(1) e (5)
Senóides com
Frequências e Amplitudes
DIFERENTES
NR-10
Causas: Cargas Não Lineares
(computadores, lâmpadas de descarga, máquinas de solda, etc)
Consequências: Aquecimento, aumento da queda de tensão, etc.
Dimensionamento do Condutor Neutro
HARMÔNICAS
NR-10
Dimensionamento do Condutor Neutro
Critérios de dimensionamento – condutor NEUTRO:
•
O condutor neutro não deve ser comum a mais de um circuito
• O condutor neutro deve ter, no mínimo, a mesma seção do condutor
fase nas seguintes situações:
Circuitos Monofásicos;
Circuitos Bifásicos , se a taxa de 3ª harmônica for inferiorNR-10
a 33%;
Circuitos Trifásicos, se a taxa de 3ª harmônica estiver entre 15% e 33%.
Dimensionamento do Condutor Neutro
Critérios de dimensionamento – condutor NEUTRO:
• O condutor neutro pode ter seção menor que a do condutor fase, Tabela
48 NBR5410,
nas seguintes situações desde que ocorram
simultaneamente:
Circuito considerado equilibrado;
A corrente das fases com uma taxa de 3ª harmônica inferior a 15%.
NR-10
Dimensionamento do Condutor Neutro
Circuito Equilibrado;
3ª harmônica inferior a 15%.
NR-10
6º TRABALHO
SALA DE AULA
GRUPOS
Dimensionamento
Condutores
NR-10
Capacidade de condução
de corrente
Método de Instalação
(capacidade de dissipação de calor)
NR-10
Devemos conhecer os tipos de condutos
Condutos
Bandejas
Eletrodutos
NR-10
Canaletas
Condutos
Definição:
O componente de uma instalação que propicia um meio envoltório, ou
invólucro, aos condutores elétricos é chamado conduto.
Objetivo
Proteger os condutores elétricos contra:
•
Ações mecânicas
•
Corrosões
•
Incêndios (resultante do superaquecimentos dos condutores)
NR-10
Eletrodutos
Tipos de Eletrodutos
•
Metálico Rígido
•
PVC Rígido
•
Metálico Flexível
•
PVC Flexível
•
Eletroduto para cabos subterrâneos
NR-10
Eletrodutos
NR-10
Eletrodutos
NR-10
Eletrodutos
NR-10
Eletrodutos
NR-10
Eletrodutos
NR-10
Eletrodutos - Acessórios
NR-10
Eletrodutos - Acessórios
Conduletes
X
Referência:
TB
NR-10
Eletrodutos
NR-10
Medidas dos
Eletrodutos
(Descem)
NR-10
Medidas dos
Eletrodutos
(Sobem)
NR-10
Dimensionamento de Eletrodutos
As dimensões internas dos eletrodutos e respectivos acessórios de
ligação devem permitir instalar e retirar facilmente os condutores
NR-10
Dimensionamento de Eletrodutos
Exemplo
Um eletroduto com diâmetro externo de 26,2mm e área de seção
transversal igual a 346,4 mm², pode ser ocupado por condutores nas
seguintes condições:
 Um condutor de seção máxima de 183,6mm² (53%)
 Dois condutores , cuja a soma de suas seções não ultrapasse
107,4mm² (31%);
NR-10
 Três ou mais condutores, cuja a soma de suas seções não
ultrapasse 138,6mm² (40%);
Dimensionamento dos Eletrodutos
Cálculo da Seção externa (Sec) e Seção Total (St)
De = Diâmetro externo
NR-10
Dimensionamento dos Eletrodutos
Roteiro para Dimensionamento dos Eletrodutos
1º) Determina-se a seção total (St-mm²) ocupada pelos condutores via
tabelas dos fabricantes ou através de calculo;
2º) Determina-se o diâmetro externo nominal do eletroduto (mm),
entrando-se nas tabelas de fabricantes de eletrodutos, com o valor
encontrado no item anterior;
***) Caso os condutores instalados em um mesmo eletroduto sejam do
mesmo tipo e tenham seções nominais iguais, pode-se NR-10
eliminar os
itens ‘1’ e ‘2’, encontrando-se o diâmetro externo nominal do
eletroduto em função da quantidade e seção dos condutores,
diretamente por tabelas específicas.
Tabela Diâmetro Externo e Seção Total - Condutores
NR-10
Tabela – Eletrodutos PVC Rígido
NR-10
Tabela – Eletrodutos Aço Carbono
NR-10
***) Tabela - Condutores mesmo tipo e seção
NR-10
Dimensionamento de
Eletrodutos - PVC
NR-10
Dimensionamento dos Eletrodutos
Exercício:
Dimensionar o trecho de eletroduto de PVC rígido roscável, mostrado abaixo,
no qual devem ser instalados os seguintes circuitos:
NR-10
Dimensionamento dos Eletrodutos
Circuito 3
Circuito 1
Circuito 2
NR-10
Dimensionamento dos Eletrodutos
Área Total
NR-10
ELETRODUTO DE 25 mm
Eletrodutos - Observação
Trechos superiores a 15 m
(NBR5410)
Caixa de Passagem
(Derivação)
NR-10
Objetivo: Facilitar a passagem de condutores
Caixas de Derivação
NR-10
Caixas de Derivação –NBR5410
As caixas de derivação devem ser empregadas:
•
Em todos os pontos de entrada e saída da tubulação;
•
Em todos os pontos de emenda ou derivação de condutores.
Recomendações:
•
Não deve haver trechos retilíneos maiores que 15 metros, sendo que, nos
trechos com curvas, essa distância deve ser reduzida de 3 metros para
cada curva;
NR-10
•
Em cada trecho de tubulação, entre duas caixas, podem ser previstas no
máximo 3 curvas de 90º .
Caixas de Derivação
Comprimento máximo retilíneo de um trecho entre
duas caixas de passagem (derivação)
Lmáx  15  3  N
Número de curvas
Comprimento real do trecho
Lreal  Lmáx
A
6
NR-10
Aumento de bitola do eletroduto
devido as eventuais curvas
existentes no trecho
(deslocamento Tabela)
Dimensionamento dos Eletrodutos
Exercício:
Dimensionar o eletroduto PVC para o trecho de tubulação mostrado na figura
abaixo, entre duas caixas CP-1 e CP-2, no qual não há possibilidade de
instalação de caixas intermediárias. Os circuitos que o eletroduto conterá são os
seguintes:
NR-10
Quantos condutores?
14 Condutores
Dimensionamento dos Eletrodutos
95
NR-10
95
913 mm²
Dimensionamento dos Eletrodutos
Área Total
913 mm²
Tabela – Eletrodutos PVC Rígido
NR-10
ELETRODUTO DE 75 mm
Dimensionamento dos Eletrodutos
NR-10
Dimensionamento dos Eletrodutos
913 mm²
Tabela – Eletrodutos PVC Rígido
NR-10
ELETRODUTO DE 85 mm
Eletrodutos
Orientações Gerais:
•
Em instalações embutidas só são admitidos eletrodutos que suportem
os esforços de deformação característicos do tipo de construção;
•
Dentro de um trecho de eletroduto só é conveniente instalar até nove
condutores ( ou seja, no máximo três ou quatro circuitos);
•
Evitar cruzamento de eletrodutos;
•
NR-10
A NBR5410 não permite a utilização de eletrodutos com comprimentos
superiores a 15 metros sem a interposição de caixa de passagem;
Temas do Segundo Seminário
NR-10
Temas do Segundo Seminário
3
2
1
Dimensionamento de Condutores pelo Critério Econômico e Watts.metros
Harmônicos em Instalações Elétricas Residenciais
Luminotécnica: Luz , Lâmpadas e Iluminação
Grupos
Guilherme NR-10
Couto
Bruno Santiago
Guilherme Alves
Antônio Candia
Matheus Braga
Edgar Alves
Ivan Stoppa
Felipe Barros
André Lopes
Avaliação do Seminário
1. Apresentação do Seminário (Transparências power point)
2. Conteúdo sobre o tema
3. Tempo de apresentação (30 à 50 minutos)
4. Domínio do assunto
5. A nota não é individual
NR-10
DIA 04 DE JUNHO DE 2012