Instalações Elétricas III
Sumário
1 – Instalações de motores ..................................................................................................................................... 3
1.1 – Potência de um motor ................................................................................................................................ 3
1.2 – Fator de potência (cos φ) ........................................................................................................................... 3
1.3 – Circuitos de motores .................................................................................................................................. 8
1.4 – Dimensionamento dos condutores com base na queda de tensão ......................................................... 10
1.5 – Cálculo do ajuste do relé térmico e fusível do ramal de um motor .......................................................... 11
1.5.1 – Relé térmico ..................................................................................................................................... 11
1.5.1 – Fusíveis ou disjuntores .................................................................................................................... 12
2 - Aterramento – NBR 5419 ................................................................................................................................. 14
OBJETIVOS DO ATERRAMENTO ................................................................................................................... 15
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ................................................................................................................... 16
APLICAÇÃO DOS ESQUEMAS TT,TN E IT..................................................................................................... 18
CHOQUES ELÉTRICOS .................................................................................................................................. 19
SISTEMAS DE ATERRAMENTO ..................................................................................................................... 19
PROCEDIMENTOS PARA MEDIÇÃO DO TERRA .......................................................................................... 21
PROCEDIMENTOS PARA CORREÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO ......................................... 21
CARACTERÍSTICAS DO TRATAMENTO QUÍMICO DO SOLO ...................................................................... 21
3 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................. 24
2
Instalações Elétricas III
1 – Instalações de motores
1.1 – Potência de um motor
Podemos considerar para um motor as seguintes potências:

Potência nominal (Pn) ou de saída → É a potência mecânica no eixo do motor sendo expressa em CV
(736 W), ou kW e eventualmente em HP (746 W);

Potência de entrada (Pe) → Corresponde à potência absorvida da rede elétrica para o seu
desempenho.
A relação entre a potência nominal (Pn) e a potência de entrada (Pe) é denominada de rendimento mecânico (η)
do motor.
η = Pn
Pe
Rendimento
É a relação entre a potência ativa fornecida pelo motor e a potência ativa solicitada pelo motor a rede,
determinado pela seguinte equação. Energia elétrica absorvida da rede por um motor elétrico é transformada em
energia mecânica disponível no eixo. A potência ativa fornecida pela rede não será cedida na totalidade como
sendo potência mecânica no eixo do motor. A potência cedida sofre uma diminuição relativa às perdas que
ocorrem no motor. O rendimento define a eficiência desta transformação sendo expresso por um número (<1) ou
em percentagem.
Potência ativa fornecida pelo motor / potência solicitada pelo motor a rede
Potência de saída / potência de entrada
Exemplo:
Qual é a potência fornecida por um motor trifásico, com rendimento de
80%, que recebe uma potência de 12,5 kW?
P = 12,5 kW x 0,80
P = 10 kW
FATOR DE SERVIÇO
Fator de serviço é um multiplicador que, quando aplicado à potência nominal do motor elétrico, indica a carga
que pode ser acionada continuamente sob tensão e frequência nominais e com limite de elevação de
temperatura do enrolamento. O fator de serviço (FS) vem descrito na placa do motor da seguinte fora FS 1,15 ou
FS 1,25, tais fatores dependem das características construtivas do motor.
O fator de serviço esta diretamente relacionada ao tempo de vida útil do motor, este não deve ser confundido
com sobrecarga momentânea que o motor pode suportar.
Em outras palavras o fator de serviço (FS) aplicado a potencia nominal do motor indica a sobrecarga permitida
que possa ser aplicada continuamente ao motor sob condições específicas. Caso o FS = 1,15, isto significa que
suporta 15% de sobrecarga acima de sua potencia nominal. O FS é uma que serva de carga que dá ao motor
condições de funcionamento em condições desfavoráveis.
REGIME DE SERVIÇO
De acordo com o tipo de máquina exige uma condição de carga diferente do motor. Exemplo: ventilador ou uma
bomba centrífuga solicita carga contínua, enquanto uma prensa, um guindaste ou uma esteira rolante solicita
carga alternada (intermitente). O regime de serviço define a regularidade da carga a que o motor é submetido. A
escolha do tipo do motor deve ser feita pelo fabricante da máquina a ser acionada, comprando o motor mais
adequado a seu caso
Categoria De Motores Elétricos
Os motores elétricos em gaiola têm três categorias conforme características de conjugado em relação a
velocidade e a corrente de partida.
Um motor elétrico não apresenta o mesmo conjugado para diferentes rotações. À
medida que vai acelerando, o valor do conjugado altera, adquirindo valores que vão depender das características
de construção do motor (normalmente do formato do rotor). A variação do conjugado não é linear e não existe
relação de proporcionalidade com a rotação.
Categoria N
Conjugado de partida normal, corrente de partida normal e baixo escorregamento. A maior parte dos motores
encontrados no mercado enquadra-se nesta categoria. Utilizado para o acionamento de cargas normais como;
bombas máquinas operatrizes.
3
Instalações Elétricas III
Categoria H
Conjugado de partida alto, corrente de partida normal, baixo escorregamento. Empregado em máquinas que
exigem maior conjugado na partida como peneiras, transportadores carregadores, cargas de alta inércia e
outros.
Categoria D
Conjugado de partida alto, corrente de partida normal, alto escorregamento (superior a 5%). Usado em prensas
concêntricas e máquinas semelhantes, onde a carga apresenta picos periódicos, em elevadores e cargas que
necessitem de conjugados de partida muito altos e correntes de partida limitadas e outros.
Classe de isolamento
Todo condutor quando atravessado por uma corrente elétrica dissipa energia em forma de calor por meio do
efeito joule
Tanto as bobinas do enrolamento do estato (Enrolamento parte fixa do motor) como as do rotor, (núcleo de
chapas de ferro silício parte girante do motor) ou suas barras, caso se trate de um rotor de gaiola, dissipam calor.
O fluxo variável que atua no núcleo magnético estator-rotor também induz correntes indesejáveis nas chapas de
aço, posto que ela também seja material condutor. Essas correntes são chamadas de parasitas, ou corretes de
Foucault. Elas também são fonte de aquecimento por efeito joule.
Os núcleos do estator e do rotor são laminados, isto é, feitos de chapas muito finas, justamente para minimizar
essas correntes. Por isso, as lâminas são feitas na direção do fluxo para reduzir a área sujeita a indução e
aumentar a resistência elétrica do circuito parasita. A histerese magnética, devido à alternância do fluxo, também
é uma fonte de geração de calor interno no motor.
Imagem do Estator de um motor parte Fixa da máquina
O motor é utilizado para fornecer trabalho mecânico por meio da conversão de energia elétrica, assim, o calor é
uma forma de energia que não é aproveitada para produzir trabalho mecânico, sendo considerada energia
perdida. Quanto mais perdas, menor será o rendimento do motor.
Então a determinação da temperatura máxima de trabalho que o motor pode suportar continuamente sem ter
prejuízos em sua vida útil.
A classe de cada motor é em função de suas características construtivas. As classes de isolamento
padronizadas para máquinas elétricas são:




CLASSE A - 105°C;
CLASSE E - 120°C;
CLASSE B - 130°C;
CLASSE F - 155°C;

CLASSE H - 180°C.
ATENÇÃO! Os motores elétricos de aplicação normal trabalham em temperatura ambiente de
40°C.
TEMPO DE ROTOR BLOQUEADO
Tempo de rotor bloqueado é o tempo necessário para que o enrolamento da máquina, quando percorrido pela
sua corrente de partida, atinja a sua temperatura limite, partindo da temperatura em condições nominais de
serviço e considerando a temperatura ambiente no seu valor máximo.
Este tempo é um parâmetro que depende do projeto da máquina. Encontra-se normalmente no catálogo ou na
folha de dados do fabricante.
4
Instalações Elétricas III
Rotor parte girante do motor
Ventilação
Os motores elétricos quando em funcionamento precisam dissipar o calor criado internamente, desta forma é
utilizada uma ventoinha acoplada ao seu eixo, para que quando em movimento giratório proporcione a troca de
calor entre o meio interior e exterior, reduzindo desta forma o aquecimento do motor.
Motor com ventilação Acoplada em seu eixo
GRAU DE PROTEÇÃO PARA MOTORES ELÉTRICOS (IP)
É a indicação das características física dos equipamentos elétricos, referenciando-se a permissão da entrada de
corpos estranhos para seu interior.
O invóculo de proteção (Carcaça) do motor onde se encontra o estator-rotor, é onde existe a exigência do grau
de proteção intrínseca. Isto depende do ambiente onde se encontra instalado o motor.
Obs. Grau de Proteção Intrínseca→Proteção própria do dispositivo.
Segue as letras que representam o grau de proteção:
1º algarismo: indica o grau de proteção contra a penetração de corpos sólidos estranhos e contato acidental






0 - sem proteção
1 - corpos estranhos de dimensões acima de 50 mm
2 - corpos estranhos de dimensões acima de 12 mm
4 - corpos estranhos de dimensões acima de 1 mm
5 - proteção contra acúmulo de poeiras prejudicial ao equipamento
6 - proteção total contra a poeira
2º algarismo: indica o grau de proteção contra a penetração de água no interior do equipamento:










5
0 - sem proteção
1 - pingos de água na vertical
2- pingos de água até a inclinação de 15º com a vertical
3 - pingos de água até a inclinação de 15º com a vertical
4 - água de chuva até a inclinação de 60º com a vertical
5 - respingos de todas as direções
6 - jatos de água de todas as direções
7 - água de vagalhões
8 - imersões temporárias
9 - imersões permanentes
Instalações Elétricas III
Exemplo:
Grau de proteção IP54: proteção completa contra toques, acúmulo de poeiras nocivas e respingos de todas as
direções.
Grau de proteção IP55: Proteção completa contra toque e acúmulo de poeiras nocivas. Proteção contra jatos de
água em todas as direções. São utilizados nos casos em que os equipamentos são lavados periodicamente com
mangueiras
Os motores de indução trifásicos do tipo abertos para aplicação normal são fabricados, normalmente com IP21.
São protegidos contra toque com os dedos e contra corpos estranhos sólidos com dimensões acima de 12mm.
Apresentam
proteção
contra
pingos
na
vertical.
Obs. NBR 5410 Considera que os motores de aplicações normais devem operar em temperatura
ambiente de 40ºC e em altitudes de até 1000 metros
IDENTIFICAÇÃO DOS MOTORES
Os motores elétricos possuem uma placa identificadora, colocada pelo fabricante na carcaça do motor nela
consta os dados necessários para instalação correta do motor.
Segue:







Marca comercial potencia nominal
potencia nominal
Modelo corrente nominal
Número regime de trabalho
Tensão nominal Aquecimento permissível
Número de fases fator de serviço
Tipo de corrente (contínua ou alternada) frequência
Exemplos de placas de motores de indução
6
Instalações Elétricas III
1.2 – Fator de potência (cos φ)
Quando num circuito existe intercalada uma ou mais bobinas, como é o caso dos motores, observa-se que a
potência total fornecida, que é denominada pelo produto da corrente lida num amperímetro pela ddp lida num
voltímetro (VA), não é igual à potência lida num wattímetro (W)
A potência obtida pela multiplicação da tensão pela corrente, chama-se potência total ou potência aparente (S), é
a sua unidade é o VA ou kVA, quando passar de 1.000 VA. Já, a potência lida pelo wattímetro, recebe o nome de
potência real ou nominal, sendo expressa em W ou kW, quando superior a 1.000 W.
O fator de potência é o cosseno do ângulo de defasagem entre a potência aparente e a potência nominal, como
já foi visto em Eletricidade II e em Sistema de Potência.
cos φ = P (kW)
S (kVA)
Exemplo 1
1-Um dispositivo possui uma potência aparente de 1000 KVA e potência ativa de 79 KW. Calcule seu fator de
potência reativa.
(A) Fp = 0,59
(B) Fp = 0,89
(C) Fp = 0,69
(D) Fp = 0,79
Exemplo 2
2- É a transformação de energia elétrica em qualquer forma de energia útil, como, luminosa, térmica entre outras.
Assinale a alternativa correta:
(A) Potência Aparente
(B) Potência Reativa
(C) Potência Ativa
(D) Potência de Potência
Atividades Complementares I
1- Assinale a alternativa correta: medida de esforço necessário para girar o eixo do motor chama-se?
a- Fator de Serviço
b- Regime de serviço
c- Torque
d- Rendimento
2-É a relação entre a potência ativa fornecida pelo motor e a potência ativa solicitada pelo motor a rede, Assinale
a alternativa correta:
a- Fator de Serviço
b- Rendimento
c- Reostato
d- Corrente Nominal
3- De acordo com a categoria de Conjugado de partida normal, corrente de partida normal e baixo
escorregamento, e considerando que a maior parte dos motores encontrados no mercado enquadra-se nesta
categoria, sendo utilizado para o acionamento de cargas normais como; bombas máquinas operatrizes. Assinale
a alternativa correta
a- Categoria D
b- Categoria F
c- Categoria N
d- Categoria G
7
Instalações Elétricas III
4- Assinale a alternativa correta:Os motores de indução podem trabalhar em que valor de temperatura ambiente?
a- 30°C
b- 40°C
c- 10°C
d- 25°C
5- O motor de indução que possui o grau de proteção IP 45, esta relacionado a qual alternativa abaixo?
a - corpos estranhos de dimensões acima de 1 mm, respingos de todas as direções
b- Proteção total contra poeira, Imersão permanente
c- corpos estranhos de dimensões acima de 12 mm, pingos de água na vertical
d- proteção contra acúmulo de poeiras prejudicial ao equipamento, respingos de todas as direções
6-De acordo com a placa do motor abaixo, assinale as alternativas correta:
a- A placa esta representando o fechamento de um motor trifásico
b- A placa esta representando o fechamento de um motor monofásico
c- A placa esta representando o fechamento de um motor para 9 pontas
d- A placa esta representando o fechamento de um motor para 12 pontas
7-Defina Grau de proteção para motores elétricos.
8-Defina fator de serviço
9-Qual o significado do Grau IP55, escrito na placa de identificação do motor elétrico?
10- NBR 5410 Consideram que motores de aplicações normais devem operar em temperatura ambiente de
quantos graus Celsius?
1.3 – Circuitos de motores
Entende-se por circuito de motor o conjunto formado pelos condutores e dispositivos necessários ao comando,
controle e proteção do motor, do ramal e da linha alimentadora.
alimentação geral
QDF
fusível ou
disjuntor
ramal do motor
contactora
relé de
sobrecarga
M
8
M
Instalações Elétricas III
Para calcularmos as correntes dos alimentadores, utilizam-se as seguintes fórmulas:
a)
Para apenas um motor, neste caso o alimentador geral é o próprio ramal do motor:
I ≥ 1,25 x In
I = corrente do alimentador
In = corrente nominal do motor
b)
Para vários motores que não partem simultaneamente:
I ≥ 1,25 x In (maior motor) + ∑ In (motores restantes)
I ≥ 1,25 x In (maior motor) +[ Fd x ∑ In (motores restantes)]
Onde Fd é o fator de demanda.
c)
Para dois ou mais motores partindo simultaneamente:
I ≥ 1,25 x In (motores que partem juntos) + ∑ In (motores restantes)
I ≥ 1,25 x In (motores que partem juntos) + [Fd x ∑ In (motores restantes)]
Obs.: Para calcular o ramal do motor deve-se levar em consideração o fator de serviço (Fs) que multiplicado
pela intensidade nominal da corrente, fornece a corrente a considerar no ramal do motor para o
dimensionamento dos condutores, isto é, a corrente que pode ser utilizada continuamente.
Exemplos:
1 – Calcule a corrente no ramal de um motor trifásico de 7,5 CV em 220 V, considerando cos φ = 0,85 e η = 0,9.
In =
736 x 7,5
= 18,9 A
220 x 1,73 x 0,85 x 0,9
Corrente no alimentador = I = 1,25 x 18,9 = 23,6 A
2 – Calcular a corrente no alimentador, 220 V, que alimenta os seguintes motores:
A – 15 Cv
B – 10 CV
C – 5 CV
Os motores partem individualmente.
In (A) =
736 x 15
= 37,92 A
220 x 1,73 x 0,85 x 0,9
In(B) =
736 x 10
= 25,28 A
220 x 1,73 x 0,85 x 0,9
In (C) =
736 x 5
= 12,65 A
220 x 1,73 x 0,85 x 0,9
I = (1,25 x 37,92) + 25,28 + 12.65 = 85,33 A
9
Instalações Elétricas III
1.4 – Dimensionamento dos condutores com base na queda de tensão
Os ramais e alimentadores são dimensionados com base na queda de tensão máxima permitida pelas normas.

5% no circuito desde o quadro de distribuição até o motor mais afastado sendo: 4% no alimentador e
1% no ramal do motor.
Podemos calcular a bitola dos condutores utilizando as expressões:
- Monofásicos
S = 2ρ [(I1 x ℓ1 x cos φ1) + (I2 x ℓ2 x cos φ2) + ...] = 2 x 0,0179 x ∑ I x ℓ x cos φ
u
u
- Trifásicos
S = √3 x 0,0179 x ∑ I x ℓ x cos φ
u
Onde :
S = bitola do condutor em mm²
ρ = resistividade do condutor = 0,0179 Ω mm²/m (cobre) ou 0,031 Ω mm²/m (alumínio)
I = corrente em ampère
ℓ = distância em metros
cos φ = fator de potência
u = queda de tensão absoluta em volts.
Exemplo:
Calcular a bitola mínima para alimentar um motor trifásico de 5 CV, 220 V, Fs = 1,15, a 30 m do quadro de
distribuição considerando 2% de queda de tensão.
In =
736 x 5
= 12,65 A
220 x 1,73 x 0,85 x 0,9
Ip = 1,25 x 12,65 x 1,15 = 18,18 A
2% de 220 V = 0,02 x 220 = 4,4 V
S = 1,73 x 0,0179 x 18,18 x 30 = 3,8 mm², cujo valor comercial é 4 mm².
4,4
10
Instalações Elétricas III
A fim de facilitar o nosso trabalho, transcrevemos a tabela para escolha dos condutores considerando o produto
da corrente pela distancia (A x m)
Tabela 5.1 – Escolha dos condutores em função dos ampères x metros – sistema trifásico.
Tensões
entre
linhas
Isolamento
PVC
220
V
1%
2%
380
V 0,57% 1,15%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
1,73%
2,30%
2,90%
3,40%
4%
4,60%
condutores
eletrodutos
(mm²)
Ampères x metros
singelos de cobre
-
instalação
em
1,5
106
213
320
426
533
639
746
853
2,5
178
355
533
711
888
1066
1244
1421
4
284
568
853
1137
1421
1705
1990
2274
6
426
853
1279
1705
2132
2558
2985
3411
10
711
1421
2132
2842
3553
4264
4974
5685
16
1137
2274
3411
4548
5685
6822
7959
9096
25
1776
3553
5329
7106
8882
10659
12435
14212
35
2487
4974
7461
9948
12435
14923
17410
19987
50
3553
7106
10659
14212
17765
21318
24871
28424
70
4974
9948
14953
19891
24871
29845
34819
39794
95
6751
13501
20252
27003
33753
40504
47255
54006
120
8527
17054
25582
34109
42636
51163
59690
68218
150
10659
21318
31977
42636
53295
63954
74613
85272
185
13146
26292
39438
52584
65730
78877
92023
105169
240
17054
34109
51163
68218
85272
102326 119381 136435
300
21318
42636
63954
85272
106590 127908 149226 170544
400
28424
56848
85272
113696 142120 170544 198968 227392
500
35530
71060 106590 142120 177650 213180 248710 284240
Exemplo:
Um motor de indução trifásico, 220 V, 7,5 CV, acha-se a 28 metros do quadro de distribuição. Admitindo-se uma
queda de tensão de 1% neste ramal, qual deverá ser a seção do condutor a empregar? cos φ = 0,85 e η = 0,90.
In =
7,5 x 736
= 18,96 A
220 x 1,73 x 0,85 x 0,9
Corrente do ramal será: Ip = 1,25 x 18,96 = 23,70 A
Produto I x ℓ = 23,7 x 28 = 663,6 Am
Verificamos pela tabela acima que devemos empregar o condutor # 10 mm².
1.5 – Cálculo do ajuste do relé térmico e fusível do ramal de um motor
1.5.1 – Relé térmico
Para calcularmos o ajuste do relé térmico devemos utilizar os seguintes fatores sobre as correntes nominais:

1,15 – quando não há elevação de temperatura;

1,25 – quando há elevação de temperatura.
A finalidade do relé térmico é a proteção contra sobrecargas durante o regime de funcionamento.
11
Instalações Elétricas III
1.5.1 – Fusíveis ou disjuntores
Serão calculados para suportar a corrente de partida do motor durante um curto intervalo de tempo. Quando,
porém, o motor estiver em regime, se houver sobrecarga prolongada ou curto-circuito no ramal, deverão atuar,
interrompendo a corrente.
Na tabela abaixo vemos a porcentagem do valor da corrente em relação ao valor nominal e que deverá ser
usada nos dispositivos de proteção.
Tabela 5.2 –Porcentagem da corrente a considerar na proteção dos ramais.
Motor com
Tipo de
Método de
Motor sem
letra-código
motor
partida
Mono, tri, de in-
A plena
dução em gaiolas
tensão
letra-código
300%
e síncronos
Letra
%
A
150
B até E
250
F até V
300
com tensão
até 30A = 250%
A
150
reduzida
acima de 30 A
B até E
200
200%
F até V
250
tri em anéis
X
150%
X
Vamos, agora, dar um exemplo de um projeto completo de alimentação e proteção de vários motores.
Exemplo:
Determinar todos os elementos do esquema abaixo, considerando todos os motores trifásicos, em gaiola, 220 V,
cos φ = 0,85, η = 0,9, Fs = 1,15, 2% de queda de tensão, e com elevação de temperatura.
Fs1
10 m
K1
RL1
5 CV
12
Fs2
Fs3
3m
10 m
3m
20m
3m
GERAL
K2
RL2
7,5 CV
K3
RL3
10 CV
Instalações Elétricas III
Correntes nominais:
M1 =
736 x 5
= 12,65 A
220 x 1.73 x 0,85 x 0,9
M2 =
736 x 7,5
= 18,9 A
220 x 1,73 x 0,85 x 0,9
M3 = =
736 x 10
= 25,28 A
220 x 1,73 x 0,85 x 0,9
Correntes para determinação das bitolas dos cabos:
M1 = 1,25 x 12,65 x 1,15 = 18,18 A x 23m = 418 A x m = # 4 mm² (ver tab. 5.1)
Ajuste do relé = 18,7 A
M2 = 1,25 x 18,9 x 1,15 = 27,17 A x 33 m = 897 am = # 10 mm²
Ajuste do relé = 27,5 A
M3 = 1,25 x 25,28 x 1,15 = 36,34 A x 43 m = 1.563 Am = # 16 mm²
Ajuste do relé = 36,3 A
Correntes da proteção de cada ramal, considerando todas as letras-código = A:
M1 = 12,65 x 1,5 (150%) = 18,97 A = 20 A (valor comercial)
M2 = 27,17 x 1,5(150%) = 28,35 A = 30 A (valor comercial)
M3 = 25,28 x 1,5 (150%) = 37,92 A = 40 A (valor comercial)
Proteção e bitola do alimentador geral:
I ≥ 1,25 x 25,28 + (12,65 + 27,17) = 71,42 A
Por segurança a proteção geral será de 90 A. (valor comercial)
Se a distância do PC ao QDF for de 80 m e considerando 2% de queda de tensão teremos: 71,42 A x 80 m =
5714 Am = # 50 mm²
Atividades Complementares II
1- Calcular a corrente no alimentador, 220 V, que alimenta os seguintes motores trifásicos. Dados: Fp 0,92 e
Rendimento 0,80.
A-15 CV.
B- 10 CV.
C- 2 CV.
D- 2,CV .
2- Um motor com potência de 35 KW tem um fator de potência (FP) de 0,85. Encontre a potência aparente.
A) 42,18 KVA
B) 47,20 KVA
C) 40,17 KVA
D) 41,17 KVA
3- Calcule o valor do relé de sobrecarga para trabalhar na proteção de um motor trifásico em 220 v/60hz, seis
pólos, 0, 25 CV. Dados: Fp= 0,60, rendimento = 0,59, FS=1,15. Levando em consideração que sua partida é
direta para 5 segundos, Qual a classe deste relé e qual a sua faixa de ajuste?
13
Instalações Elétricas III
4- Calcule a corrente do ramal de um motor de 7,5 CV, 220 v, FS = 1,25 admitimos: Fp = 0,85 e Rendimento =
0,90.
5- Um alimentador possui os seguintes motores
Todos os motores são de indução trifásica, com rotor em gaiola e partida direta. Tensão 220 v - 60Hz. Calcule a
capacidade de corrente deste alimentador pelo método da capacidade de corrente.
a)26.60 A
b)51.35 A
c)74.23 A
d)67.58 A
6- Calcular a bitola mínima para alimentar um motor trifásico de 2 CV, 220V e Fs 1,15 a 20m do quadro de
distribuição; Considerando 2% de queda de tensão, Dados: Cos ᵩ 0,90, Rendimento 0,75. (utilizando fio de
cobre).
7- Dimensionar o relé de sobrecarga para proteger um motor de 5 cv, 220/60Hz, com 4 pólos. Supondo que seu
tempo de partida seja de 5 segundos. Dados: FS 1,25 In 14 A
8- Calcular a bitola mínima para alimentar um motor trifásico de 5 CV, 220 V, Fs = 1,15, a 60 m do quadro de
distribuição considerando 2% de queda de tensão.
9-Qual a finalidade da ventoinha acoplada internamente ao eixo do motor elétrico?
10-Uma fábrica contém os seguintes motores: Uma serra circular com potencia de 3CV, Fs 1,15, cos φ 0,92
Rendimento 0,80 uma bomba auto-aspirante de 2CV, Fs 1,25 cos φ 0,85 rendimento 0,75 um motor de 5cv, Fs
1,15 cos φ 0,85 Rendimento 0,75 para partida de uma ponte rolante de médio porte. Calcule a corrente do
alimentador para o acionamento destes motores.
2 - Aterramento – NBR 5419
Aterramento significa acoplamento permanente de partes metálicas com o proteção simultaneamente.
O aterramento elétrico tem três funções principais:
a) Proteger o usuário do equipamento das Descargas Atmosféricas, através da viabilização de um caminho
alternativo para o Terra, de Descarga Atmosférica.
b) Descarregar cargas Estáticas acumuladas nas Carcaças das máquinas ou equipamentos para o Terra.
Facilitar o funcionamento dos Dispositivos de Proteção (Fusíveis, Disjuntores, etc.), através da corrente desviada
para a terra. propósito de formar um caminho condutor de eletricidade tanto quanto assegurar continuidade
elétrica e capacitar uma condução segura qualquer que seja o tipo de corrente.
c) Há dois tipos básicos de aterramento: o aterramento funcional e o de proteção. O primeiro consiste do
aterramento de um condutor do sistema, geralmente o neutro, e objetiva garantir a utilização correta e confiável
da instalação. O segundo é constituído pelas medidas destinadas à proteção contra choques elétricos
provocados por contatos indiretos. Podemos ainda ter o aterramento funcional e de proteção em um único
condutor.
As características e a eficácia dos aterramentos devem satisfazer às prescrições de segurança das pessoas e
funcionais da instalação. O valor da resistência de aterramento deve satisfazer às condições de proteção e de
14
Instalações Elétricas III
funcionamento da instalação elétrica. Qualquer que seja sua finalidade (proteção ou funcional) o aterramento
deve ser único em cada local da instalação.
NOTA:
Para casos específicos de acordo com as prescrições da instalação, podem ser usados separadamente, desde
que sejam tomadas as devidas precauções.
A seleção e instalação dos componentes dos aterramentos devem ser tais que:
a) o valor da resistência de aterramento obtida não se modifique consideravelmente ao longo do tempo;
b) resistam às solicitações térmicas, termomecânicas e eletromecânicas;
c) sejam adequadamente robustos ou possuam proteção mecânica apropriada para fazer face às condições de
influências externas.
Devem ser tomadas precauções para impedir danos aos eletrodos e a outras partes metálicas por efeitos de
eletrólise.
OBJETIVOS DO ATERRAMENTO
• Obter uma resistência de aterramento a mais baixa possível, para correntes de falta à terra;
• Manter os potenciais produzidos pelas correntes de falta dentro de limites de segurança de modo a não causar
fibrilação do coração humano;
• Fazer que os equipamentos de proteção sejam mais sensibilizados e isolem rapidamente as falhas à terra;
• Proporcionar um caminho de escoamento para terra de descargas atmosféricas;
• Usar a terra como retorno de corrente do sistema MRT;
• Escoar as cargas estáticas geradas nas carcaças dos equipamentos.
ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE ATERRAMENTO
Elemento condutor
massa
P
E
P
E
Condutor de eqüipotencialidade
PE
principal
Condutor de eqüipotencialidade
Terminal peincipal
de aterramento
elemento condutor
(canalização de água)
condutor de
aterramanet
o
figura - Elementos de um sistema de aterramento
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Instalações Elétricas III
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
A NBR-5410 classifica os sistemas de distribuição em baixa tensão em função das ligações à terra da fonte de
alimentação (geralmente um transformador) e das massas, de acordo com a seguinte simbologia, constituída de
2 ou 3 ou, eventualmente, 4 letras:
 A primeira letra representa a situação da alimentação em relação à terra:
 T = um ponto diretamente aterrado.
 I = isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou aterramento de um ponto através de uma
impedância.
 A segunda letra representa a situação das massas da instalação elétrica em relação à terra:
 T = massas diretamente aterradas, independente do aterramento eventual de um ponto da alimentação.
 N = massas ligadas diretamente ao ponto da alimentação aterrado ( em CA o ponto aterrada é normalmente o
neutro );
 outras letras indicam a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção
 S = funções de neutro e de proteção asseguradas por condutores distintos.
 C = funções de neutro e de proteção combinadas em um único condutor.( condutor PEN )
As instalações elétricas de baixa tensão devem ser executadas de acordo com os esquemas TT, TN (podendo
ser: TN-S, TN-C ou TN-C-S) e IT.
OBS: NUNCA UTILIZE O NEUTRO DA REDE ELÉTRICA COMO TERRA, A NÃO
SER EM CASOS ESPECÍFICOS – CONDUTOR PEN ( ver 5410/97)
Esquema TN
Este esquema possui um ponto de alimentação diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a esse ponto
através de condutor de proteção:
 TN-S, o condutor neutro e o de proteção são distintos;
 TN-C-S, o condutor neutro e o de proteção são combinados em um único condutor em uma parte da
instalação;
 TN-C, o condutor neutro e o de proteção são combinados em um único condutor ao longo de toda a
instalação.
Figura – Esquema TN-C
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Instalações Elétricas III
Figura – Esquema TN-S
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Instalações Elétricas III
Esquema TT (neutro aterrado)
Este esquema possui um ponto de alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligado à
eletrodos de aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da alimentação.
Esquema IT (neutro isolado ou aterrado por impedância)
Este esquema não possui nenhum ponto de alimentação diretamente aterrado, somente as massas da
instalação são aterradas.
Ligações à Terra
Os aterramentos podem ser ligados em conjunto ou separadamente, para finalidades de proteção ou funcionais
de acordo com as exigências da instalação, no Brasil a maioria das instalações são separadas apesar da terra
ser sempre terra, as concessionárias de força e de telefonia sempre exigem seus terras independentes, sem
falar das companhias de informática que também querem o seu. Aterramentos separados causam diferença de
potencial entre eles o que pode causar problemas na instalação, a NB-3 recomenda que seja instalado um
condutor principal de eqüipotencialidade que reúna:
 condutor de proteção principal
 condutor de aterramento principal
 condutor de aterramento dos sistemas
APLICAÇÃO DOS ESQUEMAS TT,TN E IT
18
Instalações Elétricas III
Quando a instalação possui um transformador ou gerador próprio, como é o caso das indústrias e de certos
prédios institucionais e comerciais de porte, via de regra, a opção é pelo esquema TN. Mas, quando o prédio é
alimentado por transformador exclusivo de propriedade da concessionária, tem-se que consultara concessionário
a respeito da utilização de seu neutro como condutor PEN.
Para instalações alimentadas por rede pública de baixa tensão, caso das residências e pequenos prédios de
todos os tipos, devido ao aterramento recomendado para o neutro, o esquema IT fica eliminado e o TT é o mais
indicado.
Quando existirem equipamentos com elevado nível de correntes de fuga, o esquema TT não é recomendado, em
virtude da possibilidade de disparos intempestivos dos dispositivos DR’s e quando existirem equipamentos com
elevada vibração mecânica, o uso de um esquema TN não é indicado, devido à possibilidade de rompimento dos
condutores.
CHOQUES ELÉTRICOS
Chamamos de choque elétrico a sensação desagradável provocada pela circulação de corrente no corpo
humano. As conseqüências de um choque elétrico podem variar de um simples susto até a morte, dependendo
da intensidade de corrente e da duração desta.
Os choques podem ser por contatos:
 Diretos: quando a pessoa toca diretamente um condutor energizado.
 Indiretos: quando a pessoa toca a massa de um equipamento que normalmente não está energizada, mas
que, por falha da isolação principal, ficou energizada.
Causas dos contatos diretos:
 Ignorância,
 imprudência
 ou negligência.
Características dos contatos indiretos:
 imprevisíveis e freqüentes, representam maior perigo e recebem uma importância maior na Norma.
SISTEMAS DE ATERRAMENTO
A resistividade do solo varia com o tipo de solo, mistura de diversos tipos de solo, teor de umidade, temperatura,
compactação e pressão, composição química dos sais dissolvidos na água retida e concentração dos sais
dissolvidos na água retida. Os sistemas de aterramento devem ser realizados de modo a garantir a melhor
ligação com a terra.
Os principais são:
1. Uma haste simples cravada no solo;
2. Hastes alinhadas;
3. Hastes em triângulo;
4. Hastes em quadrado;
5. Hastes em círculos;
6. Placas de material condutor enterrado no solo (exceto o alumínio);
7. Fios ou cabos enterrados no solo.
O sistema mais eficiente de aterramento é o sistema de malha de terra.
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Instalações Elétricas III
DEFINIÇÕES
Terra – massa condutora da terra, cujo potencial elétrico em qualquer ponto é considerado, por convenção, igual
a zero;
Eletrodo de aterramento – condutor ou conjunto de condutores em contato íntimo com o solo e que garante(m)
uma ligação elétrica com ele. O tipo e a profundidade de instalação dos eletrodos de aterramento devem ser de
acordo com as condições do solo, a eficiência de qualquer eletrodo depende das condições do local, o projeto
deve considerar o desgaste do eletrodo devido a corrosão, aqui no Brasil os eletrodos mais usados são os do
tipo Copperwel. Na instalação dos eletrodos deve tomar o cuidado do tipo de fechamento da malha se em
triangulo ou linear, todos sabem que para efeito de curto - circuito o fechamento linear é mais eficiente, para
correntes de descarga atmosféricas o fechamento mais indicado é o triangulo. Mas como atender aos 2 casos se
deve haver eqüipotencialidade entre os aterramentos? É simples o que interessa a corrente de fuga é como ela
vê o aterramento antes de sua chegada a malha, ou seja, os cabos de descida dos sistemas de pára-raios
devem ser interligados em eletrodos que inicialmente possam propiciar fácil escoamento, ou seja, as primeiras
hastes devem estar interligadas na forma de triangulo, o restante da malha não interessa.
Condutor de proteção (PE) - condutor prescrito em certas medidas de proteção contra choques elétricos e
destinados a ligar diretamente:
a)
b)
c)
d)
e)
Massas,
Elementos condutores estranhos à instalação,
Terminal de aterramento principal,
Eletrodos de aterramento, e/ou
Pontos de alimentação ligados à terra ou ao ponto neutro artificial.
Condutor PEN - condutor ligado à terra, garantindo ao mesmo tempo as funções de condutor de proteção e de
condutor neutro; é uma combinação PE (condutor de proteção) + N (neutro) e não é considerado um condutor
vivo.
Condutor de aterramento – condutor de proteção que liga o terminal (ou barra) de aterramento principal ao
eletrodo de aterramento.
Ligação equipotencial – ligação elétrica destinada a colocar no mesmo potencial ou em potenciais vizinhos as
massas e os elementos condutores estranhos à instalação; podendo ter uma instalação três tipos de ligação
equipotencial:
a) A ligação equipotencial principal;
b) Ligações equipotenciais suplementares;
c) Ligações eqüipotenciais locais não ligadas à terra.
Condutor de equipotencialidade – condutor de proteção que garante uma ligação equipotencial.
Condutor de proteção principal – condutor de proteção que liga os diversos condutores de proteção da instalação
ao terminal de aterramento principal.
Malhas de aterramento - A malha de aterramento é indicada para locais cujo solo seja extremamente seco. Esse
tipo de eletrodo de aterramento, normalmente, é instalado antes da montagem do contra-piso do prédio, e se
estende por quase toda a área da construção. A malha de aterramento é feita de cobre, e sua “janela” interna
pode variar de tamanho dependendo da aplicação, porém a mais comum está mostrada na figura abaixo.
Malha de aterramento
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Instalações Elétricas III
PROCEDIMENTOS PARA MEDIÇÃO DO TERRA
Medida através do “Medidor de Resistência de Terra” tipo “Megger” ou similar:
Este processo consiste, basicamente, em aplicarmos uma tensão entre terra a ser medido e o terra auxiliar
(eletrodos fixos ou eletrodos de corrente) e medirmos a resistência do terreno até o ponto desejado (eletrodo
móvel ou eletrodo de tensão). O esquema de ligações é mostrado na figura abaixo:
PROCEDIMENTOS PARA CORREÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO
Todo sistema de aterramento depende da sua integração com o solo e da resistividade aparente.
Se o sistema já está fisicamente definido e instalado, a única maneira de diminuir sua resistência elétrica é
alterar as características do solo, usando um tratamento químico.
O tratamento químico dever ser empregado somente quando:
• Existe o aterramento no solo, com uma resistência fora da desejada, e não se pretende altera-lo por algum
motivo;
• Não existe outra alternativa possível, dentro das condições do sistema, por impossibilidade de trocar o local, e o
terreno tem resistividade elevada.
CARACTERÍSTICAS DO TRATAMENTO QUÍMICO DO SOLO
Um aterramento elétrico é considerado satisfatório quando sua resistência encontra-se abaixo dos 10 . Quando
não conseguimos esse valor, podemos mudar o número ou o tipo de eletrodo de aterramento. No caso de haste,
podemos mudá-la para canaleta
(onde a área de contato com o solo é maior), ou ainda agruparmos mais de uma barra para o mesmo terra.Caso
isso não seja suficiente, podemos pensar em uma malha de aterramento. Mas imaginem um solo tão seco que,
mesmo com todas essas técnicas, ainda não seja possível chegar-se aos 10 .
Nesse caso a única alternativa é o tratamento químico do solo. O tratamento do solo tem como objetivo alterar
sua constituição química, aumentando o teor de água e sal e, conseqüentemente, melhorando sua
condutividade. O tratamento químico deve ser o último recurso, visto que sua durabilidade não é indeterminada.
O produto mais utilizado para esse tratamento é o Erico – ge.l
Os materiais a serem utilizados para um bom tratamento químico do solo devem ter as seguintes características:
 Boa higroscopia;
 Não ser corrosivo;
 Baixa resistividade elétrica;
 Quimicamente estável no solo;
 Não ser tóxico;
 Não causar danos a natureza.
O tipo mais recomendado de tratamento químico, é o uso do Gel químico, que é constituído de uma mistura de
diversos sais que, em presença da água, formam o agente ativo do tratamento. Suas propriedades são:
 Quimicamente estável;
 Não solúvel em água;
 Higroscópico;
21
Instalações Elétricas III



Não é corrosivo;
Não é atacado pelos ácidos contidos no solo;
Seu efeito é de longa duração.
EXERCÍCIOS
1. (Tec_Jud_Elet_Telec - 2003 )
As instalações de baixa tensão, de acordo com a NBR 5410, devem obedecer a esquemas de aterramento
básicos, os quais são classificados de acordo com o aterramento da fonte de alimentação da instalação — o
transformador sendo o caso mais comum — e das massas. Tais esquemas são designados por uma simbologia
em que são utilizadas algumas letras. No caso das duas letras iniciais, a primeira indica a situação da
alimentação em relação à terra, enquanto a segunda fornece as características do aterramento das massas.
Com relação a esse assunto, e considerando a figura acima, que mostra um esquema de aterramento, julgue os
itens que se seguem.
a) O esquema de aterramento apresentado na figura é do tipo IT.Errado
b) Faltas diretas do tipo fase-massa em um mesmo equipamento normalmente resultam em correntes inferiores
a uma corrente de curto-circuito fase-neutro. Certo
c) Se o condutor PE, ao invés de ser ligado à terra, fosse ligado ao condutor N (neutro), o esquema resultante
passaria a ser do tipo TN-C. Certo
d) O esquema de aterramento mostrado é adequado somente em caso de redes subterrâneas de distribuição.
Errado
e) Se ocorrer uma falta entre um condutor fase e a massa, a corrente de falta circulará também pelo secundário
do transformador. Certo
2 . (Casa da Moeda-2005)
Considere as afirmações a respeito de esquemas de aterramento.
I - Os dispositivos de proteção diferencial residual (DR) podem ser empregados quando a instalação tem
esquema de aterramento do tipo TN-C.
II - Quando a instalação tem como esquema de aterramento o do tipo TN, é possível proteger o usuário somente
com o uso do disjuntor.
III - Quando a instalação tem como esquema de aterramento o do tipo TT, é impossível proteger o usuário
somente com o uso do disjuntor.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmação(ões):
(A) I, apenas.
(B) I e II, apenas.
(C) I e III, apenas.
22
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
Instalações Elétricas III
3. (Casa da Moeda-2005)
De acordo com a NBR 5410, no esquema TN-S de proteção contra contatos indiretos, deve ser previsto, nos
quadros de distribuição parciais, um terminal (ou barra) de aterramento, onde NÃO devem ser ligados os
condutores de:
(A) aterramento.
(B) aterramento funcional.
(C) ligação equipotencial.
(D) proteção.
(E) neutro.
4. (Casa da Moeda-2005)
As ligações dos condutores fase, neutro e de proteção, mostradas na figura acima, estão de acordo com as
prescrições da norma brasileira NBR 5410 e caracterizam o esquema de aterramento de sistemas elétricos
trifásicos do tipo:
(A) TN-S
(B) TN-C-S
(C) TN-C
(D) TT
(E) IT
5. (Casa da Moeda-2005) Um técnico, ao realizar a manutenção de uma instalação elétrica de baixa tensão, não
se preocupou em verificar se os circuitos dessa instalação estavam adequadamente distribuídos entre as fases.
Após algum tempo de uso da instalação, ocorreu o rompimento do fio neutro do alimentador do quadro de onde
saem os circuitos terminais, provocando a queima de um equipamento. Uma possível causa desta queima é o
surgimento de:
(A) impulso de corrente no equipamento danificado.
(B) impulso de tensão no equipamento danificado.
(C) variação na freqüência da instalação.
(D) sobretensão na fase onde o circuito que alimenta o equipamento estava ligado.
(E) harmônicos devido ao desequilíbrio e posterior rompimento do fio neutro.
6. (Casa da Moeda-2005) Após o dimensionamento dos circuitos de uma instalação elétrica no esquema de
aterramento TN, o projetista verificou que, em um determinado circuito, a proteção contra contatos indiretos não
se verificou. A medida que NÃO soluciona o problema apresentado é a(o):
(A) troca do disjuntor de proteção por outro com desarme mais rápido.
(B) diminuição das cargas neste circuito.
(C) diminuição do comprimento do circuito.
23
Instalações Elétricas III
(D) utilização de dispositivos de proteção diferencial residual - DR.
(E) aumento da bitola do fio do circuito.
7. Qual é a diferença entre Terra e Neutro?
R: NEUTRO é um condutor fornecido pela concessionária de energia elétrica, pelo qual há o retorno da corrente
elétrica e TERRA é um condutor construído através de uma haste metálica e que, em situações normais, não
deve possuir corrente elétrica circulante.
ATENÇÃO: A grande diferença entre Terra e Neutro é que, pelo neutro há corrente circulando, e pelo terra não.
Quando houver alguma corrente circulando pelo terra, normalmente ela deverá ser transitória, isto é, desviar uma
descarga atmosférica para
o Terra por exemplo. O Fio Terra, por norma, vem identificado pelas letras PE, e deve ser de cor VERDE e
AMARELA.
8. (Petrobrás-2004) A respeito de aterramento elétrico, julgue os itens subseqüentes.
A. A seleção, a instalação e a manutenção dos componentes do aterramento devem ser tais que o valor da
resistência do aterramento varie bastante ao longo do tempo, para atender às necessidades da instalação
elétrica e em função das condições externas. ERRADO
B. Segundo as normas brasileiras, os possíveis eletrodos de aterramento incluem condutores nus, hastes, tubos
e armações metálicas do concreto. CERTO
C. Os eletrodos de aterramento embutidos nas fundações dos prédios devem, preferencialmente, ser
constituídos por um anel no fundo da escavação, executado quando da construção das fundações. Além disso,
as armações de concreto armado devem ser
interconectadas a esse anel, na medida do possível, assegurando, assim, a eqüipotencialidade do conjunto.
CERTO
D. No caso de haver antena externa de televisão em uma edificação que não possua sistema de proteção contra
descargas atmosféricas, o mastro metálico da antena não deverá ser aterrado. ERRADO
E.A existência do condutor PEN é a característica principal do esquema de aterramento conhecido por TN-S, em
que as funções de neutro e de proteção são exercidas por condutores diferentes. ERRADO
F. Em algumas circunstâncias, o tratamento químico do solo pode ser um procedimento útil na manutenção do
valor da resistência de um aterramento em patamar aceitável. CERTO
3 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CREADER – Hélio – Instalações Elétricas
Recon – Light S.A.
NISKIER – Júlio e A C Mancytrini – Instalações Elétricas
http://paginas.terra.com.br/servicos/AdvancedRF/at4.htm
http://www.fisica-potierj.pro.br/Sobre_Raios_%20e_Outros/Aterramento.pdf
http://www.inforede.net/Technical/Layer_1/Theory/Grounding_2_(POR).pdf
www.sabereletronica.com.br
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