2 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES EXERCÍCIO 2 Tem-se a seguinte distribuição de carga. Dimensionar os condutores de cada circuito de acordo com CQT. 3 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES SOLUÇÃO: Circuito 1: 1500 W x 8 m = 12.000 W.m; 2 Logo, o condutor deverá ser de 2,5 mm . Circuito 2: 150 x 4 = 600 200 x 14 = 2.800 150 x 18 = 2.700 6.100 W.m 2 Logo, o condutor deverá ser de 1,5 mm . Circuito 3: 1.000 x 16 = 16.000 W.m Logo, o condutor deverá ser de 2,5 mm2. 4 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 2 Logo, o condutor deverá ser de 2,5 mm . Alimentador geral: Carga total do alimentador: 1.500 + 150 + 200 + 150 + 100 + 60 + 100 + 600 + 1.000 = = 3.860W. Admitindo alimentador trifásico: 3.860/3 = 1.286,6W 1.286,6 x 30 = 38.600 W.m Logo, o condutor deverá ser de 6 mm2; O condutor neutro deve ter a mesma seção do condutor fase ( S ≤ 25 mm2). 5 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Outro método de cálculo por queda de tensão: Conhecem-se: Material do eletroduto (magnético ou não-magnético); Corrente de projeto, (IPROJ); O fator de potência, (cos φ); A queda de tensão admissível para o caso (em %); O comprimento do circuito (em Km); A tensão entre fases (em volts); Calcula-se: A queda de tensão admissível em volts; U % U Dividindo ΔU por (IPROJ x l), tem-se a queda de tensão (volt/ampere x Km); Obtem-se a seção do condutor na Tabela 6 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Quedas de tensão unitárias. Condutores isolados em PVC. 7 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES EXEMPLO 3: Um circuito 3φ em 230V, com 45 metros, alimenta um quadro terminal e esse serve a diversos motores. A corrente nominal total é de 132 A. Dimensione o circuito do quadro geral ao quadro terminal. 8 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES SOLUÇÃO: Conhecemos Alimentação em BT; Material do eletroduto: aço, material magnético; IPROJ = 132 A; cos φ = 0,80 (motores); % de queda de tensão admissível = 2% Cumprimento do circuito l = 0,045 Km; Tensão entre fases: U = 230 V; Cálculos: Queda de tensão admissível: U 0,02 x 230V 4,6V Queda de tensão em V/(A x Km) U 4,6V V 0,774 I PROJ x l 132 x 0,045 A x Km 2 Da tabela, obtemos o condutor de seção de 70 mm . 9 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Proteção contra Sobrecargas Não é exatamente um critério de dimensionamento; Descritos no capítulo 5.3 e nas seções 5.7.4, 6.3.4 e 6.3.7 da NBR 5410; Condutores vivos devem ser protegidos por dispositivos de seccionamento automático contra sobrecargas; Deve ser coordenada com a proteção contra curtocircuitos; Seletividade quando dois ou mais dispositivos são colocados em série; A proteção dos condutores contra sobrecargas não garante necessariamente a proteção dos equipamentos; 10 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Dispositivos protegendo um circuito contra sobrecargas devem satisfazer às duas condições: IB In IZ e I 2 1, 45 I Z Onde: Ib :corrente de projeto do circuito, em A; Iz :capacidade de condução de corrente dos condutores; In :corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste para dispositivos ajustáveis); I2 :corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou corrente convencional de fusão, para fusíveis. 11 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Proteção contra curto-circuitos Não é exatamente um critério de dimensionamento; Descrito na seção 5.3.4 da NBR 5410; A suportabilidade a curto-circuitos também pode modificar a seção dos condutores; Os condutores devem ser protegidos por dispositivos de proteção com as seguintes características: Ik Ir Onde: Ik :corrente de curto-circuito presumida; Ir :corrente máxima de interrupção (ruptura) do dispositivo de proteção 12 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES A integral de Joule (energia) que o dispositivo deixa passar, deve ser inferior ou igual a energia necessária para aquecer o condutor: Onde: I 2 t K 2 S2 I : corrente de curto-circuito presumida simétrica; t : é a duração do curto-circuito, calculado para o disjuntor (curvas do fabricante), em segundos; K : constante definida pela isolação do condutor; S : seção do condutor em mm2. 13 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Proteção contra contatos indiretos Se aplica nos casos em que este tipo de proteção é atribuído aos dispositivos de sobrecorrente. Descrito na seção 5.1.3 da NBR 5410; Assegura que o circuito seja automaticamente desligado caso ocorra alguma falta à terra ou à massa; Destina-se a efitar tensão de contato; Princípios básicos: a) b) c) Aterramento; Tensão de contato limite; Seccionamento da alimentação. 14 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Requesitos básicos para proteção contra choques: Equipotencialização da proteção; Seccionamento automático: Dispositivos de proteção à sobrecorrente; Esquemas: TN-C, TN-CS e IT (Neutro isolado) Dispositivos de proteção a corrente diferencial-residual (DR). Esquemas: TN-S, TT e IT (Neutro com impedância) Independente do aterramento, o uso de DR tornou-se obrigatório. 15 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES a) Equipotencialização da proteção 16 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES b) Seccionamento automático por sobrecorrente Assegura proteção contra contatos indiretos quando não ultrapassar os limites da tabela (TN – Disjuntor tipo B): Fatores de correção f1 = 0,62 para condutores de alumínio; f2 = 2/(m+1) m = relação entre seção da fase e proteção f3 = Vn/220 para tensão fase neutro ≠ 220V; f4 = 1 para esquema TN; f5 = 0,5 para disjuntor tipo C; f6 = 0,25 para disjuntor tipo D. 17 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Dimensionamento do condutor neutro O neutro deve possuir a mesma seção dos condutores fase nos seguintes casos: Circuitos monofásicos; Circuitos bifásicos com neutro (taxa de harmônicos inferior a 33% da fundamental); Circuitos trifásicos com neutro (taxa de harmônicos inferior a 33% da fundamental); Quando há harmônicos superiores a 33%, pode ser necessário condutor neutro com seção superior. O neutro será menor que o condutor fase quando: Apenas nos circuitos 3φ; O circuito for presumidamente equilibrado; Contiver harmônicos inferiores a 15%; O neutro for protegido contra sobrecorrentes. 18 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Seção mínima do condutor neutro 19 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Dimensionamento dos condutores de proteção A norma recomenda condutores de proteção (PE) condutores isolados; cabos unipolares ou; veias de cabos multipolares. Descrito na seção 6.4.3 da NBR 5410; Tal condutor tem por objetivo fornecer um caminho seguro para correntes elétricas indesejáveis; O tipo de proteção e do condutor dependem do tipo de aterramento da instalação; A seção não deve ser inferior ao determinado pela 2 expressão: S I t k 20 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Os seguintes elementos metálicos não são admitidos como condutores de proteção: a) b) c) d) e) f) g) Tubulações de água; Tubulações de gás ou líquidos inflamáveis; Elementos de construção sujeitos a esforços mecânicos; Eletrodutos flexíveis (exceto quando para esse fim); Partes metálicas flexíveis; Armadura do concreto; Estruturas e elementos metálicos da edificação. A tabela indica a seção mínima do condutor de proteção: 21 DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS Relacionado ao cálculo do diâmetro dos eletrodutos; Exigências: Os circuitos devem pertencer à mesma instalação (mesmo quadro); Os condutores devem ser semelhantes (intervalo de 3 seções normalizadas); Todos os condutores devem possuir a mesma temperatura máxima Todos os condutores devem ser isolados para a maior tensão nominal; Vedado o uso de eletrodutos que não sejam expressamente comercializados para esta finalidade; 22 DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS Utilização de eletrodutos não propagantes de chama e, quando embutidos, que suportem a esforços mecânicos; Só devem ser instalados condutores isolados, cabos unipolares e multipolares; Normalmente: PVC rígido (instalações embutidas) e metálicos (instalações aparente); Ocupação de eletrodutos 23 DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS Como regra, tem-se: Área interna do eletroduto: AINT d INT 2 4 Área de ocupação máxima: MAX AOCUP 0, 4 d INT 2 4 0,1 d INT 2 24 DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS A partir dos valores de diâmetro interno, é possível montar a tabela: 25 DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS Área do fio de bitola k: AFIO 4 Determinar-se a área total ocupada pelos condutores: TOTAL AOCUP dk 2 25 n A k 1,5 O eletrodo deve ser tal que: k FIO k TOTAL MAX AOCUP AOCUP 26 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. 27 DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS SOLUÇÃO: Cálculo da área total ocupada pelos fios: TOTAL AOCUP 25 n A k 1,5 k FIO k 4 7,07 3 13,85 69,84mm2 Da tabela fornecida pelo problema, conclui-se que o eletroduto deverá ser de 20 mm de diametro (1/2’’). Representação do eletroduto, com seu diâmetro: 28