Instalações Elétricas - Natalí Nunes dos Reis

KLS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Instalações elétricas Natalí Nunes dos Reis Instalações elétricas 2017 Editora e Distribuidora Educacional SA Avenida Paris 675 Parque Residencial João Piza CEP 86041100 Londrina PR email editoraeducacionalkrotoncombr Homepage httpwwwkrotoncombr Dados Internacionais de Catalogação na Publicação CIP Reis Natalí Nunes dos ISBN 9788552201854 1 Eletricidade I Título CDD 621 Editora e Distribuidora Educacional SA 2017 200 p R375i Instalações elétricas Natalí Nunes dos Reis Londrina 2017 por Editora e Distribuidora Educacional SA Todos os direitos reservados Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio eletrônico ou mecânico incluindo fotocópia gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de informação sem prévia autorização por escrito da Editora e Distribuidora Educacional SA Presidente Rodrigo Galindo VicePresidente Acadêmico de Graduação Mário Ghio Júnior Conselho Acadêmico Alberto S Santana Ana Lucia Jankovic Barduchi Camila Cardoso Rotella Cristiane Lisandra Danna Danielly Nunes Andrade Noé Emanuel Santana Grasiele Aparecida Lourenço Lidiane Cristina Vivaldini Olo Paulo Heraldo Costa do Valle Thatiane Cristina dos Santos de Carvalho Ribeiro Revisão Técnica Hader Aguiar Dias Azzini Hugo Tanzarella Teixeira Editorial Adilson Braga Fontes André Augusto de Andrade Ramos Cristiane Lisandra Danna Diogo Ribeiro Garcia Emanuel Santana Erick Silva Griep Lidiane Cristina Vivaldini Olo Sumário Unidade 1 Fundamentos de instalações elétricas Seção 11 Generalidades do sistema elétrico Seção 12 Conceitos de projetos elétricos Seção 13 Dimensionamento de condutores elétricos 7 9 22 36 Unidade 2 Luminotécnica materiais e dispositivos Seção 21 Características gerais sobre eletrodutos e quadros de distribuição QDs Seção 22 Características gerais sobre dispositivos de proteção e interruptores Seção 23 Projeto Luminotécnico 53 55 70 84 Unidade 3 Projeto elétrico residencial Seção 31 Normas técnicas Seção 32 Elementos de um projeto residencial Seção 33 Elaboração de projeto elétrico residencial 103 105 120 135 Unidade 4 Projeto elétrico industrial Seção 41 Normas técnicas e segurança Seção 42 Elementos de um projeto industrial Seção 43 Elaboração de um projeto industrial 151 153 168 184 Palavras do autor A eletricidade se tornou a principal fonte energética de luz calor e força atualmente sendo utilizada em todas as edificações nas quais o ser humano habita e circula como residências lojas escritórios indústrias entre outras Para que se possa desfrutar de todos os benefícios fornecidos pela energia elétrica é necessário que o sistema elétrico conduza eletricidade de forma segura e de qualidade desde os geradores até o consumidor final Esse sistema deve ser bem projetado estar em constante monitoramento e aperfeiçoamento De forma semelhante os projetos elétricos dimensionados para residências e indústrias devem ser bem pensados e bem executados para atender ao consumidor da melhor forma Sendo assim aprender a projetar e executar as instalações são um fator de suma importância Para isso é muito importante que você se dedique a estudar o conteúdo dessa disciplina e aproveite os momentos com seu professor para compreender melhor os conceitos e se aprofundar na prática Assim esperase que ao final dessa disciplina você obtenha conhecimento sobre os principais conceitos relacionados à elaboração de projetos elétricos identificando os cálculos que devem ser realizados os diagramas que devem ser desenvolvidos os materiais e dispositivos que devem ser utilizados Dessa forma esperase que você aluno tenha domínio dos conteúdos relacionados à instalação elétrica e possa aplicálos elaborando e executando projetos residenciais e industriais Para alcançar esses objetivos a disciplina foi estruturada em quatro unidades a saber Fundamentos de instalações elétricas Luminotécnica materiais e dispositivos Projeto elétrico residencial Projeto elétrico industrial Na primeira unidade abordaremos os fundamentos de instalações elétricas sendo discutidos os principais aspectos do sistema elétrico os conceitos gerais de instalações elétricas e analisados os critérios básicos para o dimensionamento de condutores elétricos Na segunda unidade o objetivo será compreender como é feito um projeto luminotécnico e identificar os principais materiais e dispositivos utilizados nas instalações elétricas Na terceira unidade será elaborado um projeto residencial para que possam ser colocados em prática os conceitos aprendidos nas unidades anteriores Finalmente na quarta unidade será elaborado um projeto industrial Caro aluno esperamos que você esteja motivado a estudar e aprender os conceitos e aplicações da eficiência energética e da qualidade da energia Bons estudos e ótimo aprendizado Unidade 1 Fundamentos de instalações elétricas Convite ao estudo Caro aluno nesta unidade o tema central em estudo são os fundamentos de instalações elétricas sendo apresentados primeiramente os conceitos gerais e as características do sistema elétrico em que estamos inseridos Posteriormente serão estudadas as definições gerais para projetar instalações elétricas abordando cálculos e diagramas usuais Por fim serão apresentados e identificados os principais critérios utilizados para o dimensionamento de condutores elétricos Na primeira seção o estudo estará centrado no sistema elétrico brasileiro levandoo a conhecer e compreender os elementos básicos que o constituem Serão discutidas também as definições e características gerais sobre os sistemas de geração transmissão e distribuição de energia Na segunda seção serão abordados os conceitos fundamentais para iniciar um projeto elétrico dessa forma o estudo estará voltado aos cálculos elétricos aos diagramas unifilares e trifilares aos desenhos de iluminação e força Na última seção por fim serão estudados os três critérios básicos descritos na NBR 54102004 para o dimensionamento de condutores elétricos sendo eles método da capacidade de condução de corrente critério da seção mínima e método da queda de tensão analisaremos o método simplificado Watts metro Portanto o objetivo desta unidade é que você aluno possa adquirir conhecimentos fundamentais para iniciar o planejamento e a elaboração de projetos elétricos Agora considere o seguinte contexto você é o responsável por projetos elétricos de baixa média e alta tensão e antes de iniciar suas atividades neste papel verificouse que é necessário primeiramente elaborar um documento que o embase em relação aos principais conceitos de instalações elétricas Dentre os aspectos que devem constar neste documento é necessário abordar as definições sobre o sistema elétrico brasileiro identificar os principais cálculos para projetos elétricos descrever as características gerais dos diagramas unifilares e trifilares e definir os materiais e dispositivos que devem ser utilizados Assim o que você como projetista deverá considerar para iniciar a elaboração de um projeto elétrico É necessário entender as características do sistema elétrico para averiguar os aspectos em análise para instalações elétricas Quais são os principais cálculos que devem ser feitos Quais os materiais e dispositivos utilizados nesses projetos Nesse sentido com o andamento das seções o nível do aprendizado será aprofundado abordando novas etapas para a concretização do projeto elétrico Bons estudos e ótimo trabalho nessa unidade U1 Fundamentos de instalações elétricas 9 Seção 11 Generalidades do sistema elétrico Olá aluno Projetar instalações elétricas tanto de baixa quanto de alta tensão vai muito além de cálculos e diagramas básicos é necessário primeiramente entender o sistema como um todo para que o consumidor final obtenha uma energia de qualidade e segura Dessa forma é necessário entender em que parte do sistema elétrico se situa a instalação a ser projetada Para isso é preciso verificar quais são os componentes que formam o sistema elétrico brasileiro e quais são suas características e funções Diante disso você atuando como responsável por projetos elétricos de baixa média e alta tensão deverá ter domínio sobre as definições de geração transmissão e distribuição para poder averiguar quais desses aspectos devem ser abordados na hora de desenvolver e executar seu projeto Para facilitar seu trabalho você deverá listar as principais características do sistema elétrico que auxiliarão nas etapas posteriores do projeto respondendo às perguntas a seguir Quais são as características da geração de energia no Brasil A matriz energética é constituída essencialmente por qual fonte de energia As linhas de transmissão são extensas ou curtas O sistema de transmissão é caracterizado por quais níveis de tensão O sistema de distribuição conduz a energia a quais clientes Para auxiliar na elaboração dessa lista sobre os sistemas de distribuição transmissão e geração de energia esta seção dará suporte aos temas em discussão abordando as generalidades do sistema elétrico Espero que você esteja animado Bons estudos e um ótimo trabalho Diálogo aberto U1 Fundamentos de instalações elétricas 10 Não pode faltar O objetivo principal desta disciplina de instalações elétricas é analisar e compreender as etapas para a elaboração de projetos elétricos de baixa média e alta tensão porém antes de entrar no tema em questão é necessário que o projetista se situe e saiba como o sistema elétrico é formado e quais as funções de cada um dos componentes Sendo assim serão estudados os elementos desde o ponto de geração da energia elétrica até o ponto de entrega da energia ao consumidor final Conforme ilustra a Figura 11 os elementos que compõem o sistema elétrico são Geração Transmissão Distribuição Consumidor final Geração O segmento de geração de energia elétrica no Brasil é formado atualmente por 4645 empreendimentos geradores ANEEL 2016 Cerca de 63 destes são usinas termelétricas movidas a gás natural biomassa óleo diesel óleo combustível e carvão mineral Fonte httpwwwabradeecombrimagesartigosgeracaojpg Acesso em 11 jun 2017 Figura 11 Componentes do sistema elétrico U1 Fundamentos de instalações elétricas 11 conforme Figura 12 Apesar disso como podemos averiguar na Figura 13 a maior representatividade em capacidade instalada no país é de origem hídrica Os empreendimentos hidrelétricos ocupam em torno de 65 da potência instalada contando com 219 empreendimentos de grande porte 441 Pequenas Centrais Hidrelétricas PCHs e 581 Centrais Geradoras Hidrelétricas CGH de até 5000 kW Fonte adaptada de ANEEL 2016 p4 Figura 12 Número de empreendimentos no Brasil de geração de energia elétrica Fonte adaptada de ANEEL 2016 p4 Figura 13 Representatividade da potência instalada no Brasil por empreendimento Reflita Por maior que seja a preocupação em se ter uma matriz energética limpa verificase nesta seção que o país possui um número elevado de Usina Hidrelétrica de Energia UHE Pequena Central Hidrelétrica PCH Central Geradora Hidrelétrica CGH Usina Termelétrica de Energia UTE Central Geradora Eolietétrica EOL 89 09 47 125 95 634 Usina Hidrelétrica de Energia UHE Pequena Central Hidrelétrica PCH Central Geradora Hidrelétrica CGH Usina Termelétrica de Energia UTE Usina Termonuclear ETN Central Geradora Eolietétrica EOL 03 33 609 274 13 67 U1 Fundamentos de instalações elétricas 12 usinas térmicas Por que isso ocorre Quais são os incentivos para que esses empreendimentos sejam instalados por mais que sejam movidos a fontes não renováveis No Brasil os maiores agentes do setor em relação a capacidade instalada são ANEEL 2016 Companhia Hidro Elétrica do São Francisco que conta com 10615131 kW de potência instalada Metade dessa potência é capaz de suprir a energia requerida pelo Estado do Rio de Janeiro Furnas Centrais Elétricas que conta com 9416240 kW de potência instalada Esta energia é suficiente para o abastecimento de cerca de 8000 residências todos os dias Centrais Elétricas do Norte do Brasil que conta com 9199004 kW de potência instalada Esta potência é suficiente para o abastecimento dos estados do Paraná Santa Catarina e Rio Grande do Sul em conjunto Tractebel Energia que conta com 7323818 kW de potência instalada e Itaipu Binacional que conta com 7000000 kW de potência instalada Cerca de 10 da potência instalada de cada umas dessas usinas é capaz de atender a 15 milhão de habitantes Transmissão O sistema de transmissão é responsável pelo transporte de grandes quantidades de energia elétrica provenientes de usinas geradoras Para realizar esse transporte por longas distâncias é necessário elevar a tensão nas linhas que normalmente está em 138 kV nas usinas Usualmente os níveis de tensão nas linhas de transmissão são 230 kV 345 kV 440 kV 500 kV 600 kV e 750 kV BARROS et al 2014 No Brasil padronizouse os seguintes níveis das tensões para transmissão 750 500 230 138 e 69 kV e para subtransmissão 138 69 e 345 kV Os sistemas de subtransmissão são usados para transmitir potência a grandes consumidores e no Brasil de modo geral são as linhas de 69 kV PINTO 2014 A Figura 14 mostra a porcentagem de linhas de transmissão instaladas por nível de tensão U1 Fundamentos de instalações elétricas 13 Além das linhas para auxiliar no transporte da energia é necessário possuir subestações de transmissão que se conectam com as empresas distribuidoras de energia elétrica e aos consumidores O esquema que representa o sistema completo da subestação está ilustrado na Figura 15 e é formado por 1 Rede primária 2 Cabo de aterramento 3 LinhasBarramentos 4 Pararaios 5 Disjuntores 6 Chaves seccionadoras 7 Transformador de Corrente TC 8 Transformador de Potencial TP 9 Transformador de Potência 10 Sala de controle 11 Grade de segurança 12 Rede secundária Fonte MME 2016 p22 Figura 14 Porcentagem de linhas de transmissão instaladas no Brasil por nível de tensão 230 kV 345 kV 440 kV 500 kV 600 kV CC 41 34 10 5 8 10 2 U1 Fundamentos de instalações elétricas 14 Fonte httpwwwabradeecombrsetoreletricoredesdeenergiaeletrica Acesso em 11 jun 2017 Figura 15 Representação de uma subestação de transmissão O Brasil possui 77 concessionárias de transmissão Esse elevado número de concessionárias é justificado pela extensão da rede de transmissão de cem mil quilômetros no país ABRADEE 2017 A grande extensão da rede de transmissão nacional é explicada pela configuração do segmento de geração constituído na maior parte de usinas hidrelétricas instaladas em localidades distantes dos centros consumidores Distribuição O sistema de distribuição de energia elétrica é responsável por conduzir a energia aos consumidores finais Para isso é necessário reduzir o nível de tensão das linhas de transmissão a níveis de tensão primária e secundária Os níveis de tensão classificados como primários são os que variam de 138 kV a 345 kV CREDER 2016 e os secundários são os que variam de 110 a 440 V ABRADEE 2017 No Brasil 64 distribuidoras atuam em todo território sendo 47 empresas privadas 3 públicas municipais 8 públicas estaduais e 6 públicas federais ABRADEE 2017b Todas essas distribuidoras são reguladas pela ANEEL que regula as tarifas a qualidade do serviço prestado entre outras variáveis Assimile Os níveis de tensão podem ser classificados como primários ou secundários e também ser nomeados como de baixa e média tensão Baixa tensão corresponde ao nível de tensão secundária e média tensão ao nível de tensão primária U1 Fundamentos de instalações elétricas 15 É também de responsabilidade das distribuidoras implementar projetos de eficiência energética e de P D pesquisa e desenvolvimento Dessa forma as concessionárias são obrigadas a As 10 maiores distribuidoras representam cerca de 58 da energia vendida no país ANEEL 2016 Pertencem a este grupo as seguintes concessionárias ANEEL 2016 Eletropaulo Metropolitana Eletricidade de São Paulo AES Eletropaulo Companhia Energética de Minas Gerais CEMIG Light Serviços de Eletricidade Companhia Paranaense de Energia COPEL Companhia Paulista de Força e Luz CPFL Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia COELBA Elektro Eletricidade e Serviços Companhia Energética de Goiás CELG Ampla Energia e Serviços Além de ser responsável pelo atendimento ao cliente final as distribuidoras devem elaborar programas especiais compulsórios com foco no consumidor Dentre os programas desenvolvidos estão os de inclusão energética promovendo o acesso à energia elétrica de forma legal às classes pobres da população brasileira ANEEL 2008 Exemplificando São exemplos de programas de inclusão social O programa Baixa Renda que conta com tarifas diferenciadas para consumidores que atendem às especificidades de consumo e renda O programa Luz para Todos que tem por objetivo acabar com a exclusão elétrica no Brasil e promover o acesso à eletricidade de forma gratuita O programa de Eletrificação de Interesse Social que objetiva regularizar o fornecimento de eletricidade nas áreas conhecidas como favelas U1 Fundamentos de instalações elétricas 16 destinar um percentual mínimo de sua receita operacional líquida a essas atividades ANEEL 2008 Consumidor final Os consumidores finais são classificados de acordo com a classe em que se inserem podendo ser de baixa ou alta tensão O grupo de baixa tensão atende as unidades consumidoras com fornecimento em tensão inferior a 23 kV caracterizado pela tarifa monômia Já o grupo de alta tensão atende as unidades consumidoras com fornecimento de tensão igual ou superior a 23 kV ou atendidas pelo sistema subterrâneo ANEEL 2010 Dentro da classificação de baixa tensão existem subdivisões estando inseridos as seguintes classes de consumo ANEEL 2008 B1 residencial e residencial de baixa renda B2 rural cooperativa de eletrificação rural e serviço público de irrigação B3 demais classes B4 iluminação pública Já na classe de alta tensão os setores são divididos nos seguintes subgrupos ANEEL 2008 A1 tensão de fornecimento igual ou superior a 230 kV A2 tensão de fornecimento de 88 kV a 138 kV A3 tensão de fornecimento de 69 kV A3a tensão de fornecimento de 30 kV a 44 kV A4 tensão de fornecimento de 23 kV a 25 kV AS tensão de fornecimento inferior a 23 kV atendida a partir do sistema subterrâneo de distribuição e faturada no Grupo A excepcionalmente No Brasil o setor que mais utiliza energia elétrica é o industrial consumindo cerca de 36 Em seguida vem o setor residencial consumindo cerca de 28 e o comercial cerca de 20 Pela Figura 16 é possível averiguar esses dados U1 Fundamentos de instalações elétricas 17 Em relação ao número de unidades consumidoras por setor a classe residencial compõe a maior parcela representando cerca de 85 Pela Figura 17 é possível verificar o número de consumidores por classe Para saber mais sobre o consumo de energia elétrica no Brasil são sugeridas as seguintes leituras Pesquise mais Figura 16 Consumo de energia elétrica por classe potência consumida Fonte adaptada de EPE 2016 p169 Residencial Industrial Comercial Poder público Iluminação pública Serviço público Consumo próprio Rural Consumo de energia elétrica Fonte adaptada de EPE 2016 p169 Figura 17 Número de consumidores por classe Residencial Industrial Comercial Poder público Iluminação pública Serviço público Consumo próprio Rural Consumo de energia elétrica U1 Fundamentos de instalações elétricas 18 Anuário Estatístico de Energia Elétrica 2016 p 167 p 214 disponível em httpwwwepegovbrAnuarioEstatisticodeEnergia EletricaAnuC3A1rio20EstatC3ADstico20de20Energia20 ElC3A9trica202016pdf Acesso em 11 jun 2017 Energia no Brasil e no mundo disponível em httpwww2aneelgov brarquivospdfatlaspar1cap2pdf Acesso em 11 jun 2017 Sem medo de errar Retomando o contexto proposto no Diálogo aberto desta seção serão apresentados os conceitos e características gerais do sistema elétrico que devem estar em sua lista para que você como responsável por projetos elétricos de baixa média e alta tensão possa averiguar posteriormente quais aspectos devem ser levados em consideração na hora de planejar e executar as instalações elétricas Primeiramente é necessário conhecer as peculiaridades da geração de energia elétrica no Brasil No país a maior parcela do fornecimento de energia elétrica é proveniente de empreendimentos hídricos constituídos por grandes usinas hidrelétricas Dessa forma podese caracterizar a matriz energética nacional como renovável e limpa em sua maior parte Dentre os maiores agentes responsáveis pela geração de energia estão Companhia Hidro Elétrica do São Francisco 10615131 kW de potência instalada Furnas Centrais Elétricas 416240 kW de potência instalada Centrais Elétricas do Norte do Brasil 9199004 kW de potência instalada Tractebel Energia 7323818 kW de potência instalada e Itaipu Binacional 7000000 kW de potência instalada Devido à instalação dessas usinas em pontos isolados distantes dos grandes centros de consumo as linhas de transmissão são extensas o que torna o sistema de transporte de energia complexo Para conseguir conduzir a energia por longas distâncias de forma correta esses sistemas precisam elevar o nível tensão e nacionalmente são padronizados os seguintes níveis para transmissão de energia 750 500 230 138 e 69 kV Além das linhas o sistema de transmissão conta também com subestações que se conectam às empresas de distribuição de energia U1 Fundamentos de instalações elétricas 19 e aos consumidores Dentre os componentes da subestação estão os cabos de aterramento disjuntores chaves seccionadoras transformadores de corrente transformadores de potencial transformadores de potência entre outros elementos Após esse transporte por longas distâncias através de nível elevado de tensão a energia elétrica passa a ser conduzida pelos sistemas de distribuição e seu nível de tensão é reduzido Através desse sistema os consumidores finais recebem o fornecimento de energia Dentre os consumidores existem grupos e subgrupos de tensão diferenciados que são classificados conforme o nível de tensão podendo ser de baixa e alta tensão Classificação do consumidor de energia elétrica Descrição da situaçãoproblema Um cliente contratou seus serviços para projetar uma instalação elétrica Antes de iniciar o projeto você o questionou em relação à faixa de tensão a qual o seu imóvel é pertencente porém ele não sabia como informálo Como projetista você sabe que essa informação é essencial pois a partir dela serão analisadas as normas que devem ser seguidas e o nível de tensão que deve ser levado em conta no projeto Dessa forma a fim de averiguar a classe do consumidor algumas características foram identificadas a saber A tarifa paga pelo consumidor é monetizada apenas pela energia consumida O consumidor é atendido com tensão inferior a 23 kV O fornecimento de energia elétrica é aéreo O cliente não reside em áreas rurais De posse dessas informações é possível identificar a faixa de tensão a que o cliente pertence Qual é a classe em que ele se insere Avançando na prática U1 Fundamentos de instalações elétricas 20 Resolução da situaçãoproblema Primeiramente é necessário verificar que os grupos são classificados conforme o nível de tensão de atendimento Sendo assim o grupo que atende às unidades consumidoras com fornecimento em tensão inferior a 23 kV caracterizado pela tarifa monômia é o grupo de baixa tensão E o fornecimento de tensão igual ou superior a 23 kV ou do sistema subterrâneo é feito pelo grupo de alta A partir dessas informações podemos concluir que o cliente pertence ao grupo de baixa tensão já que sua tarifa é monômia ele é atendido com tensão inferior a 23 kV e o sistema de atendimento é aéreo Além dessa classificação dos grupos de tensão podemos verificar a qual subgrupo o cliente pertence de acordo com o Atlas de Energia Elétrica do Brasil ANEEL 2008 os subgrupos são divididos em B1 residencial e residencial de baixa renda B2 rural cooperativa de eletrificação rural e serviço público de irrigação B3 demais classes B4 iluminação pública Como este cliente não reside em áreas rurais ele pode pertencer ao grupo B1 ou ao grupo B3 Após identificar essas informações sobre o cliente podemos iniciar a análise dos próximos requisitos para a elaboração do projeto elétrico Faça valer a pena 1 O sistema elétrico é formado basicamente pelos sistemas de geração transmissão e distribuição atuando desde o ponto de geração de energia elétrica até o ponto de entrega ao consumidor final A respeito do sistema elétrico brasileiro avalie as afirmações a seguir I As usinas hidrelétricas são os empreendimentos responsáveis pela maior parcela de geração de energia no Brasil U1 Fundamentos de instalações elétricas 21 2 Os consumidores finais são agrupados conforme a classe em que se inserem podendo ser de baixa ou alta tensão Dentro dessa classificação podemos afirmar que I Existem dois grupos de consumidores o grupo A e o grupo B II O grupo A é definido como a classe de alta tensão III O grupo B é definido como a classe de baixa tensão IV Os subgrupos que compõe o grupo B são B1 B2 B3 e B4 V Os subgrupos que compõe o grupo A são A1 A2 A3 e A4 As afirmativas corretas são a Apenas as afirmativas I II III e IV b Apenas as afirmativas I II III e V c As afirmativas I II III IV e V d Apenas as afirmativas I III IV e V e Apenas as afirmativas I II IV e V 3 O sistema de transmissão é responsável pelo transporte de grandes quantidades de energia elétrica provenientes de usinas geradoras Para que o sistema possa efetuar seu trabalho e transportar a energia por longas distâncias é necessário elevar a tensão nas linhas que normalmente está em 138 kV nas usinas Sobre os sistemas de transmissão assinale a alternativa correta a Os níveis de tensão nas linhas de transmissão usualmente são 138 kV 200 kV 330 kV 500 kV 600 kV e 750 kV b No Brasil padronizaramse os seguintes níveis de tensão 230 kV 345 kV 440 kV 500 kV 600 kV e 750 kV c Os sistemas que atuam na subtransmissão utilizam os seguintes níveis de tensão 750 500 230 e 138 kV d Os sistemas de subtransmissão são usados para transmitir potência a grandes consumidores e no Brasil de modo geral são as linhas de 138 kV e Os níveis de tensão padronizados no Brasil para os sistemas de transmissão são 750 500 230 138 e 69 kV II No Brasil os níveis das tensões para transmissão de energia são 750 500 230 138 e 69 kV III Em relação à geração de energia no Brasil a maior parcela dos empreendimentos instalados são usinas termelétricas que também são as responsáveis pela maior parcela da potência instalada no país É correto o que se afirma em a I apenas b III apenas c I e III apenas d I e II apenas e I II e III U1 Fundamentos de instalações elétricas 22 Seção 12 Conceitos de projetos elétricos Caro aluno nesta seção o estudo estará centrado nos principais cálculos a serem realizados nas instalações elétricas e na apresentação dos símbolos e diagramas utilizados na elaboração do projeto elétrico Conhecer e compreender esses aspectos é fundamental pois a partir deles será possível desenvolver e executar um projeto elétrico Como você já está atuando como projetista e possui conhecimentos a respeito das características do sistema elétrico assunto discutido na seção anterior podemos dar continuidade às informações essenciais sobre as instalações elétricas Dessa forma vamos imaginar a seguinte situação um cliente o contratou para um projeto residencial e como entrega inicial solicitou a apresentação da previsão de cargas Esse cliente deseja verificar o número de tomadas de uso geral TUGs e de uso específico TUEs e a carga de iluminação devendo ser previsto um número mínimo de tomadas seguindo a norma NBR 5410 Para que você possa prever as cargas desta instalação foram repassados os dados essenciais a planta baixa da residência ilustrada na Figura 18 e os equipamentos elétricos que o cliente deseja utilizar sendo uma torneira elétrica 5000 W um chuveiro 5500 W e uma máquina de lavar 1000 W Diálogo aberto Fonte adaptada de Azzini 2014 p 5 Figura 18 Planta baixa de uma residência Banheiro Quarto 1 Cozinha Sala Copa Área de Serviço Quarto 2 31m 15m 305m 158m 33m 22m 33m 35m 31m 3m 33m 3m 3m 3m U1 Fundamentos de instalações elétricas 23 Para auxiliar na elaboração desta previsão de carga esta seção dará suporte aos temas em discussão abordando os principais cálculos utilizados em projetos elétricos de baixa tensão Espero que você esteja animado Bons estudos e um ótimo trabalho Após compreender como o sistema elétrico é dividido suas peculiaridades e como o consumidor final é classificado podemos continuar a análise dos conceitos relacionados às instalações elétricas Sendo assim nesta seção serão apresentados os símbolos diagramas e cálculos mais relevantes para os projetos elétricos de baixa tensão Cálculos elétricos Tomando como base a Norma Brasileira 5410 elaborada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT conhecida como ABNT NBR 5410 podemos identificar os principais cálculos que devem ser efetuados para projetos elétricos Serão destacados quatro aspectos principais nesta seção sendo Levantamento da demanda de iluminação Levantamento das demandas de tomadas de uso geral TUGs e específico TUEs Divisão das cargas em circuitos conforme funcionalidade Dimensionamento de condutores elétricos e proteções A seguir detalharemos cada aspecto citado Levantamento da demanda de iluminação A NBR 5410 estabelece os critérios de levantamento de demanda de iluminação para baixa tensão De acordo com essa norma para áreas de habitação alguns aspectos devem ser levados em conta sendo Instalação de pelo menos um ponto de luz fixo no teto em cada área cômodo ou dependência Previsão de carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m² acrescido de 60 VA para cada aumento de 4 m² inteiros regra válida para áreas maiores que 6m2 Não pode faltar U1 Fundamentos de instalações elétricas 24 Exemplificando Para entender melhor o cálculo que deve ser feito em relação à iluminação imagine uma sala de estar que possua 12 m2 Para dimensionar a carga de iluminação deste local devese prever 100 VA para os primeiros 6 m2 e para os 6 m2 restantes um acréscimo de 60 VA lembrando que devemos aumentar 60 VA a cada 4 m² inteiros totalizando 160 VA de potência neste cômodo É importante destacar que este critério estabelecido pela NBR 5410 se refere à iluminação incandescente sendo que os valores correspondentes à potência são realizados para efeito de dimensionamento dos circuitos e não necessariamente à potência nominal das lâmpadas a serem utilizadas CREDER 2016 Mais detalhes sobre os cálculos de iluminação serão apresentados na Unidade 2 em que serão analisadas as particularidades sobre este tema Levantamento das demandas de tomadas de uso geral TUGs e específico TUEs A previsão de carga destinada a tomadas de uso geral TUGs e tomadas de uso específico TUEs deve ser determinada de acordo com a necessidade de cada projeto porém alguns critérios mínimos devem ser definidos Com base na NBR 5410 podese listar algumas características gerais que os projetos de baixa tensão devem possuir Em banheiros é preciso prever pelo menos um ponto de tomada de 600 VA de potência valor de potência mínimo Para cozinhas copas áreas de serviço lavanderias e locais Assimile TUGs são aquelas destinadas à ligação de mais de um aparelho podendo ser por exemplo um liquidificador televisão aparelho de som em suma aparelhos portáteis que possuam corrente menor que 10 A Já as TUEs são aquelas destinas a um equipamento fixo como por exemplo chuveiros máquina de lavar ar condicionado torneira elétrica enfim aparelhos que possuam corrente superior a 10 A U1 Fundamentos de instalações elétricas 25 similares é necessário prever uma tomada a cada 35 m ou fração de perímetro Em áreas com bancada contendo pia devem ser instaladas duas tomadas podendo ser no mesmo ponto ou em pontos distintos sendo 600 VA de potência valor mínimo para os primeiros três pontos de tomada e para os demais 100 VA Essa regra é válida para até seis pontos de tomada Para varandas é previsto pelo menos um ponto de tomada de 100 VA de potência valor mínimo Para salas e dormitórios é preciso prever pelo menos um ponto de tomada a cada 5 m ou fração de 100 VA por ponto valor mínimo Divisão de cargas A divisão de cargas deve seguir algumas regras também de acordo com a NBR 5410 de 2004 Devese estabelecer um circuito independente para equipamentos que possuam corrente nominal superior a 10 A Devese estabelecer circuitos exclusivos para a área de serviço cozinha copa lavandeira e locais similares Os circuitos comuns podem alimentar cargas que não extrapolem a corrente nominal de 16 A Devese salientar que para circuitos de iluminação e tomadas não é recomendado o uso de apenas um circuito mesmo que este esteja abaixo da corrente nominal de 16 A Reflita A NBR 5410 nos dita a seguinte regra Não alimentar circuitos de iluminação e tomada em sua totalidade por apenas um circuito Já parou para refletir o porquê disso E se a corrente nominal do circuito de iluminação ou tomadas não excedesse 16 A seria necessário ainda dividir os circuitos Qual a importância dessa divisão de cargas U1 Fundamentos de instalações elétricas 26 Dimensionamento de condutores elétricos e proteções Para dimensionar os condutores elétricos alguns aspectos descritos na NBR 5410 devem ser levados em consideração sendo destacados três métodos para estes cálculos a saber Capacidade de condução de corrente ampacidade este método consiste em calcular a corrente máxima que percorre o condutor e de acordo com o método de instalação identificar a seção nominal que atende os critérios estabelecidos Queda de tensão este método estabelece que para instalações alimentadas através de subestações próprias são admitidos no máximo 7 de queda de tensão da tensão nominal tomando como referência a tensão dos terminais do secundário do transformador NBR 5410 2004 Seção mínima este método prevê que os circuitos de tomadas de força devem possuir seção mínima de 25 mm² e circuitos de iluminação devem possuir a seção mínima de 15 mm² NBR 5410 2004 Na próxima seção serão analisados detalhadamente estes cálculos para o dimensionamento do condutor Simbologia e diagramas utilizados nos sistemas elétricos Os símbolos e diagramas são ferramentas elaboradas a fim de facilitar a execução dos projetos elétricos tornando simples a identificação de diversos pontos de utilização nas instalações A Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT criou em 1989 uma norma referente aos símbolos que devem ser utilizados nos projetos elétricos a NBR 5444 Alguns dos símbolos referenciados por essa norma podem ser verificados nas Tabelas 11 12 13 e 14 Para obter mais informações sobre os critérios de queda de tensão e seção mínima faça seu login na nossa biblioteca virtual disponível em httpsbibliotecavirtualcomdetalhesparceiros10 e busque pela NBR 5410 p113 a p116 Pesquise mais U1 Fundamentos de instalações elétricas 27 Os símbolos descritos na Tabela 11 se referem à iluminação Já na Tabela 12 os desenhos apresentados são referentes aos pontos de tomadas Símbolo Significado Observações Ponto de luz incandescente no teto Indicar o número de lâmpadas e a potência em watts A letra minúscula indica o ponto de comando e o número entre dois traços o circuito correspondente Ponto de luz incandescente na parede arandela Devese indicar a altura da arandela Ponto de luz incandescente na parede embutido Ponto de luz fluorescente no teto indicar o número de lâmpadas e na legenda o tipo de partida e o reator A letra minúscula indica o ponto de comando e o número entre dois traços o circuito correspondente Ponto de luz florescente na parede Devese indicar a altura da luminária Fonte Filho 2011 p 264 Tabela 11 Símbolos elétricos para luminárias refletores lâmpadas Tabela 12 Símbolos elétricos para pontos de tomada Símbolo Significado Tomada de luz na parede baixa 300 mm do piso acabado Tomada de luz a meia altura 1300 mm do piso acabado Tomada de luz alta 2000 mm do piso acabado Observações A potência deve ser indicada ao lado em VA exceto se for de 100 VA como também o número do circuito corresponde à altura da tomada se for diferente da normatizada se a tomada for de força indicar o número de HP CV ou BTU U1 Fundamentos de instalações elétricas 28 Fonte Filho 2011 p 265 Tomada de luz no piso Nas Tabelas 13 e 14 são apresentados os símbolos referentes aos quadros de distribuição e interruptores respectivamente Fonte Filho 2011 p 262 Símbolo Significado Quadro terminal de luz e força aparente Quadro terminal de luz e força embutido Quadro geral de luz e força aparente Quadro geral de luz e força embutido Caixa de telefones Observações Indicar as cargas de luz em watts e de força em HP ou CV Tabela 13 Símbolos elétricos para quadro de distribuição Símbolo Significado Interruptor de uma seção Interruptor de duas seções Interruptor de três seções Observações A letra minúscula indica o ponto comandado As letras minúsculas indicam os pontos comandados As letras minúsculas indicam os pontos comandados Tabela 14 Símbolos elétricos para interruptores U1 Fundamentos de instalações elétricas 29 Para a representação do sistema elétrico identificando o número de condutores e seus trajetos utilizamse os diagramas unifilares e trifilares Normalmente os diagramas unifilares são desenhados sobre a planta baixa do projeto como pode ser notado na Figura 19 em que os condutores são apresentados sobre um único traço Fonte Filho 2011 p 263 A NBR 54441989 foi cancelada em 2014 porém como nenhuma outra norma brasileira foi elaborada para substituíla a norma ainda é muito utilizada o que justifica sua apresentação nesta seção A simbologia completa definida pela NBR 54441989 pode ser vista em NBR 5444 Disponível em httpswwwabntcatalogocombr normaaspxID4116 Acesso em 11 jun 2017 Essa norma também pode ser vista no Anexo A do livro Projetos de Instalações Elétricas Prediais FILHO 2011 p 261 Disponível na nossa biblioteca virtual httpsbibliotecavirtualcomdetalhes parceiros5 Acesso em 13 jun 2017 Outras normas internacionais também são usualmente utilizadas em projetos elétricos e é importante conhecêlas como a IEC 60417 Graphical symbols for use on equipment e a IEC 60617 Graphical symbols for diagrams Pesquise mais Interruptor paralelo ou three way Interruptor intermediário ou fourway As letras minúsculas indicam os pontos comandados As letras minúsculas indicam os pontos comandados U1 Fundamentos de instalações elétricas 30 Fonte Creder 2016 p 56 Fonte Filho 2011 p 261 Figura 19 Diagrama unifilar representado em uma planta baixa Tabela 15 Símbolos elétricos para condutores Símbolo Signifi cado Condutor de fase no interior do eletroduto Condutor neutro no interior do eletroduto Condutor de retorno no interior do eletroduto Condutor terra no interior do eletroduto U1 Fundamentos de instalações elétricas 31 Já os diagramas trifilares representam cada uma das fases do sistema elétrico e suas derivações Uma representação do diagrama trifilar pode ser observada na Figura 110 Retomando a situaçãoproblema proposta no Diálogo aberto desta seção vamos conferir as etapas que devem ser realizadas para a previsão de carga Primeiramente é necessário calcular a área e o perímetro de cada cômodo Sendo assim temos Sala 3 x 31 área de 93 m² e perímetro de 122 m Copa 3 x 3 área de 9 m² e perímetro de 12 m Cozinha 3 x 35 área de 105 m² e perímetro de 13 m Quarto 1 33 x 305 área de 10065 m² e perímetro de 127 m Quarto 2 33 x 31 área de 1023 m² e perímetro de 128 m Banheiro 22 x 15 área de 33 m² conforme NBR 5410 para áreas com menos de 6 m² não é necessário calcular o perímetro Reflita Os diagramas unifilares e trifilares representam o mesmo sistema elétrico Já parou para pensar por que é necessário os dois e não somente um deles Sem medo de errar Fonte Creder 2016 p 56 Figura 110 Diagrama trifilar Diagrama trifi liar DR Dispositivo diferencialresidual DPS Dispositivo de proteção contra surtos BEP Barramento de equipotencialização U1 Fundamentos de instalações elétricas 32 Área de serviço 3 x 185 área de 6105 m² e perímetro de 103 m Após calcular estes dados é possível prever as TUGs TUEs e a iluminação Para isso devemos seguir algumas regras Para iluminação é necessário estabelecer pelo menos um ponto de luz fixo no teto em cada cômodo ou dependência e para áreas maiores que 6 m2 devese prever uma potência mínima de 100 VA para os primeiros 6 m2 acrescido de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros regra válida para locais de habitação As tomadas são definidas por uso geral TUGs e específico TUE e cada área tem uma potência mínima definida Nos banheiros é necessário prever pelo menos um ponto de tomada potência mínima de 600 VA Para cozinhas copas áreas de serviço e locais similares é prevista uma tomada a cada 35 m ou fração de perímetro E para salas e dormitórios é necessária a previsão de pelo menos um ponto de tomada a cada 5 m ou fração de 100 VA por ponto valor mínimo Para facilitar a previsão das TUGs e TUEs a Tabela 16 pode ser elaborada Dependência Dimensões Quantidade mínima Perímetro TUGs TUEs Sala 122 3 x 100 VA Copa 12 3 x 600 VA 1 x 100 VA Cozinha 13 3 x 600 VA 1 x 100 VA 1 x 500 W torneira Quarto 1 127 3 x 100 VA Quarto 2 128 3 x 100 VA Banheiro 1 x 600 VA 1 x 5500 W chuveiro Área de serviço 103 3 x 600 VA 1 x 1000 w máquina de lavar Critério mínimo aplicado Fonte elaborada pelo autor Tabela 16 Previsão de TUGs e TUEs Dependência Quantidade mínima U1 Fundamentos de instalações elétricas 33 Por fim para a previsão de carga de iluminação a Tabela 17 foi elaborada Dependência Sala Copa Cozinha Quarto 1 Quarto 2 Banheiro Área de serviço Potência de iluminação VA 100 VA 100 VA 160 VA 160 VA 160 VA 100 VA 100 VA Dimensões Área m² 93 9 105 10065 1023 33 6105 Tabela 17 Previsão de carga de iluminação Fonte elaborada pelo autor Aplicando os conceitos Descrição da situaçãoproblema Para avançarmos na aprendizagem vamos imaginar que você precisa realizar o dimensionamento da potência de iluminação e TUGs de uma residência que possui os seguintes cômodos 1 Quarto 12 m2 3 x 4 m 2 Sala de estar 12 m2 3 x 4 m 3 Cozinha 16 m2 4 x 4 m 4 Banheiro 6 m2 2 x 3 m Nesse cenário determine a potência instalada de iluminação e TUGs considerando o menor valor possível de modo que a NBR 5410 seja respeitada Avançando na prática Resolução da situaçãoproblema Para dimensionar o sistema de iluminação devese levar em consideração algumas regras vistas anteriormente Portanto U1 Fundamentos de instalações elétricas 34 Quarto e Sala de Estar 12 m2 para os primeiros 6 m2 tem se 100 VA e para os 6 m2 restantes 60 VA acréscimo de 60 VA a cada 4 m2 inteiros totalizando 160 VA de potência Cozinha 16 m2 para os primeiros 6 m2 temse 100 VA e para os 10 m2 restantes 2x60 VA acréscimo de 60 VA a cada 4 m2 inteiros totalizando 220 VA de potência Banheiro 6 m2 temse 100 VA Para o dimensionamento de TUGs e TUEs de acordo com a NBR 5410 devese inserir uma tomada a cada 35 m na cozinha e uma a cada 5 m na sala de estar e nos quartos Portanto Quarto e Sala de Estar valor do perímetro 14 m três pontos de tomada de 100 VA são previstos totalizando 300 VA Cozinha valor do perímetro 16 m devese prever 5 pontos de tomada sendo os três primeiros de 600 VA e os dois últimos pontos de 100 VA totalizando 2000 VA Banheiro valor do perímetro 10 m é necessário se prever um ponto de 600 VA Faça valer a pena 1 A ABNT NBR 5410 estabelece as regras gerais para o dimensionamento de iluminação tomadas de uso geral e específico e divisão de cargas nos circuitos A respeito da divisão de cargas podese afirmar que I Os equipamentos com corrente nominal superior a 10 A devem estar em um circuito independente II A NBR 5410 recomenda não alimentar circuitos de iluminação e tomada em sua totalidade por apenas um circuito comum III Circuitos associados não devem ultrapassar corrente nominal de 10 A Assinale a alternativa correta a Somente as afirmativas I e II b As afirmativas I II e III c Somente as afirmativas I e III d Somente a afirmativa I e Somente as afirmativas II e III U1 Fundamentos de instalações elétricas 35 2 A NBR 5410 estabelece os critérios de levantamento de demanda de iluminação para baixa tensão Para locais de habitação algumas regras gerais devem ser levadas em consideração A respeito do dimensionamento de iluminação é correto afirmar que a Deve ser previsto pelo menos 3 pontos de luz fixos no teto em cada cômodo ou dependência b Deve ser prevista para áreas maiores que 6 m2 carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m2 acrescidas de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros c Os valores de potência são calculados para efeito de dimensionamento dos circuitos e caracterizam necessariamente a potência nominal das lâmpadas a serem utilizadas no projeto d Para dimensionar uma sala de estar com área menor que 6 m2 determinouse 3 pontos de luz fixo no teto de 100 VA cada valor mínimo estabelecido pela norma e Para dimensionar um quarto com área de 10 m2 determinouse apenas um ponto de tomada com carga de 100 VA 3 Suponha que você está projetando uma residência e faltam apenas dois cômodos o banheiro e a sala de estar A sala necessita de uma TUE para o ar condicionado 1500 W O banheiro por sua vez precisa de apenas uma TUE para 1 chuveiro elétrico 4500 W e uma tomada junto a bancada As dimensões do banheiro são de 33 m2 22 m x 15 m e da sala de estar de 15 m2 3 m x 5 m Determine o menor valor de potência instalada de TUGs e TUEs para a sala de estar e para o banheiro de modo que a NBR 5410 seja respeitada a Na sala 5 tomadas com potência instalada total de 1800 VA e no banheiro 2 tomadas com potência instalada total de 5100 VA b Na sala 4 tomadas com potência instalada total de 2000 VA e no banheiro 2 tomadas com potência instalada total de 510 VA c Na sala 3 tomadas com potência instalada total de 2000 VA e no banheiro 2 tomadas com potência instalada total de 5100 VA d Na sala 5 tomadas com potência instalada total de 1900 VA e no banheiro 2 tomadas com potência instalada total de 5100 VA e Na sala 4 tomadas com potência instalada total de 1900 VA e no banheiro 2 tomadas com potência instalada total de 6000 VA U1 Fundamentos de instalações elétricas 36 Seção 13 Dimensionamento de condutores elétricos Caro aluno após termos identificado e aprendido alguns dos cálculos realizados nas instalações elétricas na Seção 12 podemos dar sequência à disciplina analisando agora o dimensionamento de condutores elétricos É de suma importância conhecer as características gerais desses condutores e compreender como é realizado o seu dimensionamento nas instalações elétricas Dessa forma nesta seção serão identificados e analisados 3 critérios para esse dimensionamento a saber o método simplificado de queda de tensão Wattsmetro o critério da seção mínima e por fim o método da capacidade de condução de corrente Relembrando você é projetista responsável pelos projetos elétricos de baixa média e alta tensão Após listar as principais características do sistema elétrico em uma etapa préprojeto e tendo dimensionado as TUGs TUEs e o sistema de iluminação de um projeto residencial nesse momento será necessário dimensionar os condutores fase que serão utilizados na cozinha Para isso é necessário conhecer as cargas contidas neste local sendo 1 TUE de 5000 W torneira elétrica 3 TUGs de 600 VA 1 TUG de 100 VA e 160 VA de iluminação Esses equipamentos são ligados em 127 volts V Os circuitos terminais que compreendem este local são Circuito 1 referente à TUE para torneira elétrica estando a 6 metros do QD Circuito 2 referese às cargas de TUGs As 3 TUGs de 600 VA estão posicionadas a 2 3 e 5 metros do QD e a TUG de 100 VA está a 8 metros do QD Circuito 3 referese à carga de iluminação estando a 8 metros do QD Para auxiliar na elaboração do dimensionamento de condutores sugerese utilizar o método de queda de tensão simplificado o Wattsmetro pois essas cargas são pequenas Esta seção dará o suporte em relação à determinação desses dispositivos Espero que você esteja animado Bons estudos e um ótimo trabalho Diálogo aberto U1 Fundamentos de instalações elétricas 37 Não pode faltar Os condutores elétricos têm por função o transporte de energia elétrica Para que essa função imposta a esses dispositivos seja realizada de forma precisa é necessário o dimensionamento correto e para isso devemos analisar diversas condições a serem atendidas a saber CRUZ et al 2012 os condutores devem operar abaixo do limite de temperatura e queda de tensão e devem suportar correntes acima da capacidade de atuação dos dispositivos de proteção contra sobrecarga e corrente de curtocircuito por um intervalo de tempo satisfatório A fim de atender a essas condições é necessário analisar três critérios básicos descritos na NBR 5410 sendo eles capacidade de condução de corrente ampacidade queda de tensão e seção mínima aspectos discutidos resumidamente na Seção 12 Seção mínima dos condutores O critério da seção mínima determina a bitola do condutor fase a partir da utilização do circuito A Tabela 18 fornece todas as informações necessárias Assimile O dimensionamento correto dos condutores elétricos é realizado quando aplicamos os três critérios básicos descritos na NBR 5410 É possível obter um valor diferente para as seções mínimas de condutores para cada critério aplicado porém é importante salientar que a maior seção entre as resultantes deve ser adotada Tabela 18 Seção mínima dos condutores Instalações fixas em geral Condutores e Cabos isolados Condutores Nus Utilização do circuito Seção mínima do condutor mm² material Circuito de iluminação 15 Cu 16 Al Circuito de força TUE e TUG 25 Cu 16 Al Circuito de sinalização e circuito de controle 05 Cu Circuito de força TUE 10 Cu 16 Al Circuito de sinalização e circuito de controle 4 Cu Tipo de instalação U1 Fundamentos de instalações elétricas 38 Método da capacidade de condução de corrente O método da capacidade de condução de corrente consiste no cálculo da corrente máxima que percorre o condutor e de acordo com o método de instalação identificada a seção nominal que atende aos critérios estabelecidos Podese dividir a aplicação desse critério em 07 etapas A etapa 01 tem por objetivo escolher o tipo de isolação utilizado nos condutores e consequentemente determinar a temperatura máxima a que eles poderão estar submetidos em regime contínuo em sobrecarga eou em condições de curtocircuito CRUZ et al 2012 Dentre os tipos de isolação disponíveis estão o policloreto de vinila PVC o etilenopropileno EPR e o polietileno reticulado XLPE sendo utilizado comumente em instalações residências o do tipo PVC As temperaturas máximas suportadas estão descritas na Tabela 19 Fonte NBR 5410 2004 p 113 Fonte NBR 5410 2004 p 100 Tabela 19 Temperatura característica dos condutores Para um equipamento específico Como especificado na norma do equipamento Para qualquer outra aplicação 075 Cu Circuito extrabaixa tensão 075 Cu Ligações flexíveis feitas com cabos isolados Tipo de isolação Temperatura máxima para serviço contínuo condutor ºC Temperatura limite de sobrecarga condutor ºC Temperatura limite de curtocircuito condutor ºC Policloreto de vinila PVC até 300 m² 70 100 160 Policloreto de vinila PVC maior que 300 m² 70 100 140 Borracha etileno propileno EPR 90 130 250 Polietileno reticulado XLPE 90 130 250 U1 Fundamentos de instalações elétricas 39 A etapa 02 consiste na classificação do método de instalação dos condutores Esse aspecto deve ser levado em conta pois exerce grande influência na capacidade de troca de calor entre os condutores e o ambiente externo A Tabela 110 apresenta alguns dos métodos de instalações descritos na NBR 5410 O mais comum utilizado em instalações elétricas residenciais é o método de instalação número 7 cuja referência é B1 Método de instalação Esquema ilustrativo Descrição Método de referência 1 Condutores isolados ou cabos unipolares em parede termicamente isolante A1 2 Cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parece termicamente isolante A2 3 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 03 vez o diâmetro do eletroduto B1 4 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 03 vez o diâmetro do eletroduto B2 7 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria B1 Tabela 110 Tipos de linhas elétricas U1 Fundamentos de instalações elétricas 40 A etapa 03 desse critério tem por finalidade o cálculo da corrente nominal ou corrente de projeto IB deteminada a partir das especificações nominais e do tipo de circuito monofásico bifásico ou trifásico Os parâmetros utilizados nos cálculos são P potência ativa W S potência aparente VA v tensão entre fase e neutro V tensão entre fases η rendimento cos ϕ fator de potência Para circuitos monofásicos podese utilizar as seguintes equações Carga resistiva Carga indutiva Qualquer I P v I P v B B cosϕ η carga I S v B 11 Cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede ou espaçado desta menos de 03 vez o diâmetro do cabo C 13 Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja perfurada horizontal ou vertical E multipolar F unipolares 18 Condutores nus ou isolados sobre isoladores G 61 Cabos multipolar em eletroduto de seção circular ou não ou em canaleta nãoventilada enterradoa D Fonte NBR 5410 2004 p 9095 U1 Fundamentos de instalações elétricas 41 Carga resistiva Carga indutiva Qualquer I P v I P v B B cosϕ η carga I S v B Para circuitos bifásicos utilizase Carga resistiva Carga indutiva Qualquer I P V I P V B B cosϕ η carga I S V B E por fim para circuitos trifásicos utilizase Carga indutiva Qualquer carga I P V I S V B B 3 3 cosϕ η Na etapa 04 são determinados os números de condutores carregados conforme a descrição da Tabela 111 Circuito Número de Condutores Carregados Monofásico 2 Monofásico a três condutores 2 Bifásico sem neutro 2 Bifásico com neutro 3 Trifásico sem neutro 3 Trifásico com netro 3 ou 4 Fonte NBR 5410 p 112 Tabela 111 Número de condutores carregados a ser considerado por tipo de circuito A etapa 05 consiste na determinação da bitola do condutor para uma temperatura ambiente de 30C condutores não enterrados no solo ou para uma temperatura do solo de 20C condutores enterrados no solo analisando os parâmetros préestabelecidos que são tipo de isolação método de instalação do condutor corrente nominal ou de projeto e número de condutores carregados U1 Fundamentos de instalações elétricas 42 Tabela 112 Capacidade de condução de corrente A para os métodos de referência A1 A2 B1 B2 C e D para condutores cobre e alumínio isolação PVC temperatura no condutor 70 C e temperatura de referência no ambiente 30 C ar e 20 C solo Assim a partir da Tabela 112 é possível determinar a bitola dos condutores utilizados na instalação elétrica Cabe salientar que a Tabela 112 é apenas uma das tabelas disponíveis na NBR 5410 conforme as características identificadas do condutor Devese escolher a tabela correta para o dimensionamento Cobre Seções nominais mm² 1 05 075 1 15 25 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 Métodos de referência Número de condutores carregados A1 A2 B1 B2 C D 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 7 7 7 9 8 9 8 10 9 12 10 9 9 9 9 11 10 11 10 13 11 15 12 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 145 135 14 13 175 155 165 15 195 175 22 18 195 18 185 175 24 21 23 20 27 24 29 24 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 38 31 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 47 39 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 125 103 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 183 151 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 216 179 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 246 203 240 216 219 196 309 275 265 236 344 299 278 230 273 245 248 223 353 314 300 268 392 341 312 258 321 286 291 261 415 370 351 313 461 403 361 297 367 328 334 298 477 426 401 358 530 464 408 336 438 390 398 355 571 510 477 425 634 557 478 394 502 447 456 406 656 587 545 486 729 642 540 445 U1 Fundamentos de instalações elétricas 43 578 514 526 467 758 678 626 559 843 743 614 506 669 593 609 540 881 788 723 645 978 865 700 577 767 679 698 618 1012 906 827 738 1125 996 792 652 630 800 1000 Fonte NBR 5410 p 101 Exemplificando Considere a seguinte situação é necessário dimensionar os condutores para um circuito bifásico de um chuveiro elétrico 5000 W 220 V O tipo de isolação utilizado é PVC método de instalação B1 Para determinar a seção mínima de posse de todos esses dados é necessário apenas calcular a corrente de projeto IB 5000 220 2273 A A partir dessa corrente e dos dados expostos podese verificar na Tabela 112 que a seção mínima do condutor de cobre é de 25 mm2 Na etapa 6 são aplicados os fatores de correção o fator de correção de temperatura FCT e o fator de correção de agrupamento FCA de acordo com a necessidade de cada caso específico O FCT é aplicado para temperaturas ambientes diferentes de de 30 C ar e 20 C solo A Tabela 113 fornece as informações necessárias para essa correção Tabela 113 Fatores de correção para temperaturas ambientes diferentes de 30 C para linhas nãosubterrâneas e de 20 para linhas subterrâneas Temperatura ºC 10 15 20 25 30 35 40 45 122 117 112 106 100 094 087 079 115 112 108 104 100 096 091 087 110 105 100 095 089 084 077 071 107 104 100 096 093 089 085 080 Ambiente Isolação Do Solo PVC EPR ou XLPE PVC EPR ou XLPE Temperatura ºC U1 Fundamentos de instalações elétricas 44 Fonte NBR 5410 2004 p 106 Fonte NBR 5410 2004 p 106 O FCA é aplicado a circuitos instalados em conjunto com outros circuitos podendo estar no mesmo eletroduto calha bandeja entre outros A Tabela 114 fornece as informações necessárias para essa correção Tabela 114 Fatores de correção aplicáveis a condutores agrupados em feixe em linhas abertas ou fechadas e a condutores agrupados num mesmo plano em camada única 50 55 60 65 70 75 80 071 061 050 082 076 071 065 058 050 041 063 055 045 076 071 065 060 053 046 038 Ref Forma de Agrup Condutores 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a 11 12 a 15 16 a 19 20 Tabelas de Métodos de Referência 1 Em feixe ao ar livre ou sobre superfície embutidos em condu to fechado 100 080 070 065 060 057 054 052 050 045 041 038 Métodos de A a F 2 Camada única sobre parede piso ou em bandeja não perfurada ou prateleira 100 085 079 075 073 072 072 071 070 3 Camada única no teto 095 081 072 068 066 064 063 062 4 Camada única em bandeja perfurada 100 088 082 077 075 073 073 072 5 Camada única sobre leite suporte etc 100 087 082 080 080 079 079 078 3 Camada única no teto 095 081 072 068 066 064 063 062 061 061 061 072 078 Método C Método C Métodos E e F Para analisar todas as tabelas utilizadas para aplicação do critério de capacidade de condução de corrente é necessário o acesso a NBR 54102004 Disponível em httpsbibliotecavirtualcomdetalhesparceiros10 Acesso em 11 jun 2017 Pesquise mais U1 Fundamentos de instalações elétricas 45 Por fim a etapa 07 consiste no cálculo da corrente corrigida Para obter essa corrente devemos utilizar a seguinte equação I I C B FCT FCA Após obter essa corrente corrigida devese retornar a uma das tabelas especificadas na NBR 5410 referentes à capacidade de condução de corrente exemplificada nesta seção na Tabela 112 e determinar a seção do condutor após a aplicação dos fatores de correção Método simplificado de queda de tensão Wattsmetro O método de queda de tensão consiste na determinação da seção do condutor elétrico analisando a queda de tensão provocada pela passagem de corrente elétrica devendo estar dentro dos limites determinados pela NBR 54102004 Nesta seção estudaremos apenas o método simplificado denominado de Wattsmetro que pode ser aplicado para o dimensionamento de condutores em instalações residenciais ou seja pode ser utilizado para dimensionar condutores em circuitos com pequenas cargas O método tem por base o emprego das Tabelas 115 e 116 referentes às tensões de 110 V e 220 V respectivamente e utiliza a soma entre o produto da potência da carga P Watts e a distância X em metros da carga ao quadro que a alimenta GOMES 2011 É importante enfatizar que este método simplificado de queda de tensão considera apenas a resistência ôhmica dos condutores e parte do princípio de que a corrente elétrica se distribui de forma homogênea pelo condutor 15 5263 10526 15789 21052 25 8773 17546 26319 35092 4 14036 28072 42108 56144 6 21054 42108 63108 84216 10 35090 70100 105270 140360 16 56144 112288 168432 224576 25 87725 175450 263175 350900 Condutor série métrica mm² S queda de tensão P watts X metros 1 2 3 4 Fonte Gomes 2011 p 78 Tabela 115 Soma dos produtos Potências watts x Distâncias m 110 V circuito a 2 condutores U1 Fundamentos de instalações elétricas 46 Fonte Gomes 2011 p 78 15 21054 42108 63163 84216 25 35090 70180 105270 140360 4 56144 112288 168432 224576 6 84216 168432 253648 336864 10 140360 280720 421080 56144 16 224576 449152 673728 898304 25 350900 701800 1052700 1403600 Condutor série métrica mm² S queda de tensão P watts X metros 1 2 3 4 Tabela 116 Soma dos produtos Potências watts x Distâncias m 220 V circuito a 2 condutores Reflita O método Wattsmetro é o mais simples para o dimensionamento de condutores Sabendo disso por que este método não é o mais utilizado em projetos elétricos com circuitos tanto de pequenas quanto de grandes cargas Retomando a situação proposta no Diálogo aberto desta seção serão apresentadas as etapas que devem ser realizadas para o dimensionamento dos condutores Primeiramente é necessário escolher o método a ser utilizado Como essas cargas são pequenas podemos utilizar o método de queda de tensão simplificado o Watts metro Este método tem por base o emprego de tabelas referentes às tensões de 110 V e 220 V respectivamente no nosso caso utilizaremos apenas a referente à tensão de 110 V faixa de tensão da residência Para fazer os cálculos de dimensionamento é necessário utilizar a soma entre o produto da potência da carga P Watts e a distância X em metros da carga ao quadro que a alimenta Para facilitar a compreensão o diagrama ilustrado na Figura 111 foi elaborado Sem medo de errar U1 Fundamentos de instalações elétricas 47 Fonte elaborada pelo autor Figura 111 Circuitos terminais da cozinha Portanto para o circuito 1 temos P watts X metros 30000 Wattsmetros 5 000 6 Para o circuito 2 temos P watts X metros 600 2 600 3 600 5 100 8 P watts X metros 800 Wattsmetro 6 E por fim para o circuito 3 temos P watts X metros Wattsmetro 160 8 1 280 Analisando a Tabela 117 a seguir podemos identificar a bitola do condutor levando em consideração uma queda de tensão de 2 6m 2m 1m 2m 3m 5000W QD 100W 160W 600W 600W 8 metros 600W Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 U1 Fundamentos de instalações elétricas 48 Fonte Gomes 2011 p 78 15 5263 10526 15789 21052 25 8773 17546 26319 35092 4 14036 28072 42108 56144 6 21054 42108 63108 84216 10 35090 70100 105270 140360 16 56144 112288 168432 224576 25 87725 175450 263175 350900 Condutor série métrica mm² S queda de tensão P watts X metros 1 2 3 4 Tabela 117 Soma dos produtos Potências watts x Distâncias m 110 V circuito a 2 condutores Dessa forma Para o circuito 1 utilizará um condutor fase de 6mm2 O circuito 2 utilizará um condutor fase de 15mm2 O circuito 3 utilizará um condutor fase de 15mm2 Aplicando o critério de capacidade de condução de corrente Descrição da situaçãoproblema Vamos considerar a seguinte situação você é o projetista de uma instalação elétrica residencial e está dimensionamento os condutores elétricos da cozinha Neste momento do projeto é necessário aplicar o método da capacidade de condução de corrente para determinar a bitola adequada Os circuitos em análise são 02 Circuito 01 atende a carga referente à torneira elétrica que possui potência nominal de 5000 W 220 V fp085 e η 1 Circuito 02 atende a 02 cargas a primeira carga possui potência nominal de 2000 W 220V fp1 e η 1 e a segunda possui potência nominal de 1500 W 220 V fp 1 e η 1 Avançando na prática U1 Fundamentos de instalações elétricas 49 Ambos os circuitos são do tipo bifásico FF o tipo de isolação utilizado é PVC método de instalação usa condutores isolados em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria e não é necessário aplicar fatores de correção pois a instalação está em condições normais de operação Resolução da situaçãoproblema Para determinar a seção mínima é necessário identificar alguns dados sendo Tipo de isolação PVC Maneira de instalar de acordo com os dados referese ao método B1 Corrente de projeto Circuito 1 A IB 5000 220 0 85 1 26 74 Circuito 2 1591 A IB 2000 1500 220 1 1 A partir desta corrente e dos dados expostos podemos verificar na Tabela 112 que a seção mínima do condutor de cobre para o circuito 1 é de 4 mm2 e para o circuito 2 é de 15 mm2 Faça valer a pena 1 Para que os condutores elétricos cumpram sua função de maneira correta é necessário levar em conta algumas condições básicas Podemos afirmar que as condições que devem ser atendidas por esses equipamentos são I Operar abaixo do limite de temperatura e da queda de tensão II Suportar correntes acima da capacidade de atuação dos dispositivos de proteção contra sobrecargas III Suportar corrente de curtocircuito por um intervalo de tempo satisfatório Analise as afirmativas I a III e as classifique em verdadeiras V ou falsas F U1 Fundamentos de instalações elétricas 50 2 Dentre os critérios utilizados para dimensionamento de condutores estão I Método da seção mínima II Método simplificado de queda de tensão III Método de capacidade de condução de corrente Levando em conta esses três critérios relacioneos às suas características Consiste em calcular a corrente máxima que percorre o condutor e de acordo com o método de instalação identificar a seção nominal que atende aos critérios estabelecidos Pode ser utilizado para dimensionar condutores em circuitos com pequenas cargas Este método considera apenas a resistência ôhmica dos condutores e parte do princípio que a corrente elétrica se distribui de forma homogênea pelo condutor Prevê que os circuitos de tomadas de força devem possuir seção mínima de 25mm² e circuitos de iluminação devem possuir a seção mínima de 15mm² Assinale a alternativa que apresenta a ordem correta de preenchimento das colunas a I III II b III I II c I II III d II I III e III II I 3 O método de capacidade de condução de corrente utilizado para o dimensionamento de condutores elétricos leva em conta a classificação do método de instalação dos condutores Este aspecto é analisado por exercer grande influência na capacidade de troca de calor entre os condutores e o ambiente externo Dentre os vários métodos descritos na NBR 54102004 dados fornecidos pela tabela sobre tipos de linhas elétricas o mais utilizado em instalações elétricas residenciais é a O método de instalação número 7 cuja referência é B1 b O método de instalação número 1 cuja referência é A1 c O método de instalação número 2 cuja referência é A2 d O método de instalação número 4 cuja referência é B2 e O método de instalação número 11 cuja referência é C a V V V b V F V c F V V d V F F e V V F U1 Fundamentos de instalações elétricas 51 Referências ABRADEE Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica Visão Geral do Setor Brasília 2017 Disponível em httpwwwabradeecombrsetoreletrico visaogeraldosetor Acesso em 11 jun 2017 Redes de energia elétrica Brasília 2017a Disponível em httpwww abradeecombrsetoreletricoredesdeenergiaeletrica Acesso em 11 jun 2017 Distribuidoras e origem de capital Brasília 2017b Disponível em http wwwabradeecombrsetordedistribuicaodistribuidoraseorigemdecapital Acesso em 11 jun 2017 ABNT Associação Brasileira De Normas Técnicas NBR 5410 instalações elétricas de baixa tensão Rio de Janeiro ABNT 2004 NBR 5444 Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais Rio de Janeiro ABNT 2004 ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica Atlas de energia elétrica do brasil parte I energia no brasil e no mundo BOX 1 Brasília 2008 Resolução da Aneel no 4142010 Disponível em httpwww2aneel govbrcedocbren2010414pdf Acesso em 11 jun 2017 Informações Gerenciais Brasília 2016 Disponível em httpwww aneelgovbrdocuments65687714854008BoletimdeInformaC3A7C3 B5esGerenciais4C2BAtrimestrede20162cc143753e1c9dfef6a6 a5a1fd69f021version11 Acesso em 11 jun 2017 AZZINI H A D Projeto de instalações elétricas residenciais Campinas Universidade Estadual de Campinas 2014 Disponível em httpwwwdtfee unicampbrakeboet017InstalacoesEletricas1pdf Acesso em 11 jun 2017 BARROS B F BORELLI R GEDRA R L Geração transmissão e consumo de energia elétrica São Paulo Érica 2014 CREDER H Instalações Elétricas 16 ed Rio de Janeiro LTC 2016 CRUZ E A ANICETO L A Instalações elétricas fundamentos prática e projetos em instalações residenciais e comerciais 2 ed São Paulo Érica 2012 EPE Empresa de Pesquisa Energética Anuário Estatístico de Energia Elétrica 2016 ano base 2015 Brasília 2016 LIMA FILHO D L Projetos de instalações elétricas prediais 12 ed São Paulo Érica 2011 GOMES F V Curso de instalações elétricas Aula 01 Juiz de Fora Universidade Federal de Juiz de Fora 2011 Disponível em httpwwwufjfbrflaviogomes files201103Aula01ENE082pdf Acesso em 13 jun 2017 U1 Fundamentos de instalações elétricas 52 Ministério de Minas e Energia MME Boletim mensal de monitoramento do sistema elétrico brasileiro Brasília 2016 NERY N Instalações elétricas princípios e aplicações 2 ed São Paulo Érica 2012 NISKIER J MACINTYRE A J Instalações elétricas 6 ed Rio de Janeiro LTC 2013 PINTO M O Energia Elétrica geração transmissão e sistemas interligados Rio de Janeiro LTC 2014 Unidade 2 Luminotécnica materiais e dispositivos Convite ao estudo Caro aluno estudamos na Unidade 1 os conteúdos referentes às generalidades do sistema elétrico os conceitos básicos de projetos elétricos e o dimensionamento de condutores elétricos podemos portanto dar continuidade ao aprendizado sobre instalações elétricas Nesta unidade trazemos como tema central as características gerais sobre os materiais e dispositivos utilizados nas instalações elétricas tanto de baixa quanto de alta tensão Dentre os dispositivos identificados estarão os condutores e eletrodutos os disjuntores os fusíveis os relés os interruptores e os quadros de distribuição Também serão analisados os fundamentos necessários para projetar a iluminação sendo apresentados os tipos de lâmpadas disponíveis no mercado identificadas as principais grandezas relacionadas à iluminação e estudados os critérios gerais utilizados para projetos de iluminação Na primeira seção o estudo estará centrado em dois dispositivos utilizados em instalações elétricas os eletrodutos e os quadros de distribuição Na segunda seção serão abordadas as características gerais dos dispositivos de proteção e dos interruptores Na última seção por fim serão apresentados os conceitos fundamentais para o início de um projeto luminotécnico identificando as grandezas luminotécnicas como intensidade luminosa luminância fluxo luminoso e iluminância e a análise dos principais métodos utilizados para projetos de iluminação o método ponto a ponto e o método de luméns Portanto o objetivo desta unidade é que você aluno possa adquirir conhecimentos fundamentais sobre luminotécnica e os principais materiais e dispositivos utilizados em instalações elétricas Agora considere o seguinte contexto você é o responsável por projetos elétricos de baixa média e alta tensão e é fundamental que você obtenha conhecimentos sobre as características básicas dos materiais e dispositivos utilizados É essencial que você seja capaz de dimensionar corretamente os eletrodutos os equipamentos de proteção e também saiba projetar de forma adequada a iluminação Dentro desse cenário você é o responsável por todo o projeto elétrico de uma residência e deverá fazer três grandes entregas parciais realizar o dimensionamento dos eletrodutos determinar os dispositivos de proteção que deverão ser utilizados e elaborar efetivamente um projeto utilizando um dos métodos estudados podendo ser o método ponto a ponto ou o método de luméns Assim o que você como projetista deverá considerar para dimensionar os eletrodutos Quais características devem ser levadas em conta Como serão determinados os dispositivos de proteção Quais características devem ser consideradas para a elaboração de um projeto luminotécnico Nesse sentido com o andamento das seções o nível do aprendizado será aprofundado a partir da abordagem de novas etapas para a concretização dessas entregas Bons estudos e ótimo trabalho nesta unidade U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 55 Seção 21 Características gerais sobre eletrodutos e quadros de distribuição QDs Olá aluno É essencial conhecer e compreender os conceitos relacionados aos materiais e dispositivos tais como os condutores os eletrodutos os dispositivos de proteção as lâmpadas e luminárias os interruptores e os quadros de distribuição pois eles serão utilizados constantemente em seus projetos elétricos Por isso nesta unidade abordaremos os conceitos gerais que o auxiliaram na hora de elaborar um projeto elétrico Dessa forma nesta seção serão estudadas as características gerais relacionadas à luminotécnica e aos materiais e dispositivos utilizados em instalações elétricas Para que você possa assimilar melhor os conceitos repassados nesta seção iremos considerar a seguinte situação você é o responsável por um projeto elétrico residencial acabou de finalizar a etapa de dimensionamento de condutores e precisa passar neste momento para próxima etapa o dimensionamento de eletrodutos Inicialmente você deverá dimensionar os eletrodutos para três circuitos ilustrados na Figura 21 e deve considerar que serão utilizados eletrodutos de PVC da Tigre rígido tipo rosqueável Classe B Diálogo aberto Fonte Cruz et al 2012 p380 Figura 21 Trecho a ser dimensionado U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 56 Sendo assim quais informações você deverá obter para dimensionar esses eletrodutos Quais características são mais importantes para a determinação do diâmetro nominal desses equipamentos Para que você possa realizar esse dimensionamento nesta seção estudará os conceitos relacionados aos eletrodutos utilizados em instalações elétricas Bons estudos e ótimo trabalho Nesta seção serão apresentadas e analisadas algumas características gerais sobre dois dispositivos utilizados nas instalações elétricas os eletrodutos e os quadros de distribuição A seguir serão fornecidas informações detalhadas sobre esses equipamentos Eletrodutos Os eletrodutos são os componentes da instalação elétrica que propiciam um meio envoltório ou invólucro aos condutores elétricos FILHO 2011 Dentre suas principais funções estão a proteção mecânica a proteção contra ataques do meio ambiente e a proteção contra incêndios devido ao aquecimento dos condutores Para o dimensionamento dos eletrodutos é necessário limitar a quantidade de condutores fios e cabos que serão instalados a fim de facilitar a passagem e a retirada de condutores em caso de manutenção ou modificação dos circuitos FILHO 2011 Assim existe uma taxa máxima de ocupação de eletrodutos relacionada ao espaço útil desse elemento normatizada pela NBR 5410 descrita na Tabela 21 Não pode faltar Fonte NBR 5410 BRASIL 2004 p 120 Tabela 21 Taxa máxima de ocupação em eletrodutos Taxa Máxima de Ocupação TO Quantidade de Condutores Fios ou Cabos 53 1 31 2 40 3 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 57 Para o dimensionamento dos eletrodutos é necessária a análise dos condutores neles instalados verificando se possuem seções nominais iguais ou não No caso das seções nominais serem iguais podese determinar o diâmetro nominal dos condutos com base nas Tabelas 22 e 23 para eletrodutos do tipo açocarbono e PVC respectivamente Assimile É importante levar em consideração a taxa máxima de ocupação do eletroduto pois devido a essa taxa é possível garantir a temperatura adequada dentro do eletroduto e também auxiliar no processo de instalação e manutenção dos condutores facilitando a passagem desses cabos Seção nominal do condutor mm2 Quantidade de cabos Noflam BWF Flex 450750 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cu Total Diâmetro nominal DN dos eletrodutos mm 15 66 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 25 102 15 15 15 15 15 15 20 20 20 20 4 132 15 15 15 15 20 20 20 20 20 20 6 166 15 15 15 20 20 20 20 25 25 25 10 283 15 20 20 25 25 25 25 32 32 32 16 385 20 20 25 25 32 32 32 32 32 40 25 581 25 25 32 32 32 40 40 50 50 50 35 785 25 32 32 40 40 50 50 50 50 65 50 1169 32 40 50 50 50 65 65 65 65 80 70 1474 40 50 50 50 65 65 65 80 80 80 95 2011 50 50 65 65 80 80 80 80 90 90 120 2545 50 65 65 80 80 80 90 90 100 100 150 3110 65 65 80 80 90 90 100 100 100 185 3976 65 80 80 90 100 100 Fonte Creder 2016 p 104 Área total do condutor considerando a isolação Tabela 22 Eletroduto de açocarbono U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 58 Seção nominal do condutor mm2 Quantidade de cabos 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cu Total Diâmetro nominal DN dos eletrodutos mm 15 66 20 20 20 20 20 20 20 20 20 25 25 102 20 20 20 20 20 25 25 25 25 25 4 132 20 20 20 20 20 20 20 20 25 25 6 166 20 20 25 25 25 25 32 32 32 32 10 283 25 25 32 32 32 32 40 40 40 40 16 385 25 32 32 40 40 40 40 50 50 50 25 581 32 40 40 40 50 50 60 60 60 60 35 785 40 40 50 50 60 60 60 75 75 75 50 1169 40 50 60 60 75 75 75 75 85 85 70 1474 50 60 60 75 75 75 85 85 85 85 95 2011 60 75 75 75 85 85 85 110 110 110 120 2545 60 75 75 85 85 80 85 110 110 150 3110 75 75 85 85 110 110 110 185 3976 75 85 110 110 110 Fonte Creder 2016 p104 baseado na NBR 154652008 Área total do condutor considerando a isolação Tabela 23 Eletroduto rígido de PVC tipo rosqueável Para determinar o diâmetro nominal de eletrodutos que possuam condutores de seções nominais diferentes em seu interior é necessário calcular a área útil do eletroduto e após esse passo analisar as tabelas fornecidas pelos fabricantes Pesquise mais Para o dimensionamento de eletrodutos que contenham condutores de seções nominais diferentes é necessário analisar as tabelas de dimensionamento fornecidas pelos fabricantes de eletrodutos Nesta seção disponibilizamos uma dessas tabelas a Tabela 24 para U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 59 Para o cálculo do diâmetro interno dos eletrodutos Di devese analisar a equação a seguir D A f i cond 4 π Sendo que Acond é soma das áreas externas dos condutores a serem instalados f esse valor é determinado a partir da quantidade de cabos ou fios utilizados nos eletrodutos Dessa forma para o uso de um condutor considerase f 053 para o uso de dois condutores considerase f 031 e para o uso de três condutores ou mais f 0 40 eletrodutos PVC da Tigre rígido tipo rosqueável Classe B Entretanto é necessário analisar as diversas tabelas conforme o material a ser utilizado e o fabricante Para pesquisar mais sobre as tabelas disponibilizadas pelos fabricantes acesse os seguintes conteúdos EletrodutosGalvanizados Disponível em httpwwwrarituboscom brarquivostabelaseletrodutosgalvanizadoscomesemcosturapdf Acesso em 27 jun 2017 EletrodutoCorrugadoTIGRE Disponível em httpwwwtigrecom breletrodutocorrugadotigreflex Acesso em 25 maio 2017 EletrodutoRosqueávelTIGRE Disponível em httpwwwtigrecom breletrodutoroscavel Acesso em 25052017 Tabela 24 Eletroduto de PVC da Tigre rígido tipo rosqueável Classe B Referência de rosca Diâmetro nominal Dimensões Diâmetro interno mm Espessura da parede mm Compri mento mm Área da seção transversal interna mm2 1 2 20 164 22 3000 2112 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 60 Fonte Creder 2016 p 265 3 4 25 213 23 3000 3563 1 32 275 27 3000 5939 1 1 4 40 361 29 3000 10235 1 1 2 50 414 30 3000 13461 2 60 528 31 3000 21896 21 2 75 671 38 3000 35362 3 85 796 40 3000 49764 Exemplificando Para exemplificarmos como é realizado o dimensionamento dos eletrodutos vamos supor a seguinte situação é necessário determinar o diâmetro mínimo do eletroduto PVC da Tigre rígido tipo rosqueável Classe B capaz de conter os condutores de três circuitos monofásicos de uma mesma instalação condutores isolados com PVC 70o C sendo que dois circuitos possuem condutores de 4 mm2 área total de 132 mm2 e um circuito possui condutores de 25 mm2 área total de 102 mm2 Para a proteção dos três circuitos utilizase um condutor de proteção de 4 mm2 Lembrando que para circuitos monofásicos o número de condutores carregados é dois Assim a área total ocupada pelos condutores é de Acond 4 13 2 2 10 2 1 13 2 Acond 864 mm2 Di 4 86 4 0 4 π 166 mm U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 61 Pela Tabela 24 podese determinar o diâmetro nominal do eletroduto Como o diâmetro encontrado é de 166 mm através dos dados fornecidos é possível verificar que o valor comercial mais próximo a esse é de 213 mm para utilização de um eletrodutro de 25 mm 34 Podese verificar nas Tabelas 22 23 e 24 que o tamanho nominal dos eletrodutos fornecidos normalmente estão em mm dimensão padronizada pelas normas brasileiras porém é muito comum especificá los em polegadas Por isso a Tabela 25 disponibiliza a equivalência de mm para polegadas a fim de facilitar o dimensionamento desses condutos Quadros de distribuição O Quadro de Distribuição QD é o local responsável pelo armazenamento dos dispositivos de proteção assunto que discutiremos na próxima seção e pela divisão da instalação em circuitos terminais podendo ser de iluminação TUGs ou TUEs Lembrando que os circuitos terminais inseridos nos QDs devem ser divididos corretamente ou seja é necessário que tenha sido feito um balanço ou um equilíbrio de fases as cargas devem ter sidos distribuídas uniformemente entre as fases de modo a se obter o maior equilíbrio possível Isso auxiliará no dimensionamento de condutores de bitola menor e consequentemente de eletrodutos de diâmetro menor Esses QDs são formados por disjuntor geral barramento de interligação das fases disjuntores dos circuitos terminais barramento de neutro e barramento de proteção FILHO 2011 Podese analisar a disposição dos componentes do QD pela Figura 22 Gran deza Diâmetro do eletroduto mm 20 25 3 2 40 50 6 0 75 8 5 1 1 0 pole gada 1 2 3 4 1 1 1 4 1 1 2 2 2 1 2 3 4 Fonte Creder 2016 p 105 Tabela 25 Diâmetro nominal dos eletrodutos equivalência mm polegadas U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 62 Figura 22 Quadro de distribuição fornecimento bifásico O QD deve ser instalado próximo aos centros de carga da instalação ou seja em locais em que exista maior concentração de pontos de utilização e de potência Isso permite a utilização de condutores de menor comprimento reduzindo as quedas de tensão as suas seções e as dos eletrodutos CRUZ et al 2012 Para a determinação desse centro de carga três variáveis devem ser levadas em conta a quantidade de pontos de utilização suas potências e localizações A ponderação desses aspectos pode ser realizada pelo método denominado baricentro que determina o local geométrico considerando a planta ou parte dela como se fosse um gráfico cartesiano coordenadas X e Y como mostra a Figura 23 Fonte Gomes 2011 p 33 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 63 Fonte Gomes 2011 p39 Figura 23 Método baricentro Os pontos X e Y são calculados pelas seguintes equações X X P X P X P X P P P P P n n n 1 1 2 2 3 3 1 2 3 Y Y P Y P Y P Y P P P P P n n n 1 1 2 2 3 3 1 2 3 Sendo Xn coordenadas X do gráfico Yn coordenadas Y do gráfico Pn potências nos pontos de utilização Exemplificando Para facilitar a compreensão desse método para o cálculo do centro de carga vamos imaginar as seguintes cargas instaladas em determinada residência Carga 1 200 W coordenadas 23 Carga 2 200 W coordenadas 34 Carga 3 500 W coordenadas 56 Baricentro das Cargas X1 Y1 Y2 Y3 Yn Y Y X2 X3 P3 P2 P1 Pn Xn X X U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 64 De posse das equações temos que X 2 200 3 200 5 500 200 200 500 3 89 X 3 200 4 200 6 500 200 200 500 4 89 Portanto o QD deve ser instalado seguindo as seguintes coordenadas 389 489 Devese respeitar também alguns critérios para a instalação do QD a saber NERY 2012 e CRUZ 2012 O QD deve estar em local de fácil acesso O QD não deve estar localizado em áreas molhadas banheiro lavanderia cozinha etc O QD não deve estar localizado em escadas O QD não deve ser instalado em localidades que costumam ficar fechadas à chave O QD deve ser instalado em local seguro e visível O QD não deve ser instalado em paredes que dificultem a colocação de armários estantes entre outros móveis Reflita Os quadros de distribuição são componentes muito importantes em uma instalação elétrica sendo os responsáveis pelo armazenamento dos dispositivos de proteção e pela conexão dos condutores elétricos que levam a energia aos diversos circuitos do local instalado Você já parou para refletir sobre qual é a importância desses QDs estarem em locais de livre acesso seguros e visíveis U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 65 Retomando a situação proposta no Diálogo aberto desta seção para realizar o dimensionamento correto dos eletrodutos primeiramente é necessário averiguar se os condutores que serão utilizados possuem mesma seção nominal A partir da Figura 21 foi possível verificar que os condutores possuem bitolas diferentes 25 mm2 e 4 mm2 Dessa forma é necessário determinar a área total utilizada por cada condutor Temos portanto Circuito 1 e 3 condutores de 25 mm2 área total ocupada 102 mm2 sendo utilizados dois condutores no circuito 1 e seis condutores no circuito 3 conforme dados apresentados na Figura 21 de modo que Sem medo de errar Seção nominal do condutor mm2 Cu Total 15 66 25 102 4 132 6 166 10 283 16 385 25 581 35 785 50 1169 70 1474 95 2011 120 2545 150 3110 185 3976 Fonte Creder 2016 p 104 Tabela 26 Seção nominal do condutor mm2 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 66 Acond circ 1 mm 8 10 2 81 6 2 Circuito 2 condutores de 4 mm2 área total ocupada 132 mm2 sendo utilizados três condutores conforme dados apresentados na Figura 21 Acond circ 2 mm 3 13 2 39 6 2 A partir dessas informações é possível calcular o diâmetro interno dos eletrodutos com base na seguinte equação D A f i cond 4 π 4 81 6 39 6 0 4 π 19 64 mm Escolhendo um eletroduto do tipo PVC da Tigre rígido tipo rosqueável podese determinar o diâmetro nominal do eletroduto sendo de 25 mm 34 Posicionamento do quadro de distribuição Descrição da situaçãoproblema Após dividir os circuitos terminais de determinado projeto elétrico residencial é necessário que você como projetista analise o melhor local para instalação do quadro de distribuição QD a fim de reduzir o comprimento dos condutores diminuindo as quedas de tensão suas seções e as dos eletrodutos As cargas instaladas na residência e suas coordenadas na planta baixa estão descritas a seguir sendo Avançando na prática U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 67 Carga 1 1200 W coordenadas 23 Carga 2 5000 W coordenadas 34 Carga 3 500 W coordenadas 26 Em que local você instalaria esse QD Resolução da situaçãoproblema É possível calcular as coordenadas do local onde será instalado o QD Para isso podemos utilizar o método denominado de baricentro As seguintes equações auxiliaram nesse cálculo sendo X X P X P X P X P P P P P n n n 1 1 2 2 3 3 1 2 3 Y Y P Y P Y P Y P P P P P n n n 1 1 2 2 3 3 1 2 3 Em que Xn coordenadas X do gráfico Yn coordenadas Y do gráfico Pn potências nos pontos de utilização Portanto para essa residência temos os seguintes valores de coordenadas X X 1200 2 5000 3 500 2 1200 5000 500 2 75 Y Y 1200 3 5000 4 500 6 1200 5000 500 3 97 O QD deve ser instalado nas coordenadas da planta baixa 275 397 O local ideal para instalação é o que corresponde às coordenadas acima porém algumas considerações devem ser U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 68 analisadas antes da instalação sendo instalar o QD em local de fácil acesso não o instalar em áreas molhadas banheiro lavanderia cozinha etc em escadas ou localidades que costumam ficar fechadas à chave Faça valer a pena 1 Os quadros de distribuição QD devem estar próximos aos centros de carga da instalação a fim de permitir a utilização de condutores de menor comprimento reduzindo as quedas de tensão as suas seções e as dos eletrodutos Ademais a instalação desses QDs deve respeitar outros requisitos como facilidade de acesso funcionalidade e segurança A respeito da determinação desse centro de carga podese afirmar que I Três aspectos devem ser levados em consideração sendo eles quantidade de pontos de utilização suas potências e localização III Um método que permite a ponderação dos aspectos em análise para determinação do centro de carga é o baricentro III Um dos métodos que determina o centro de carga em que deverá ser instalado o QD leva em consideração o local geométrico considerando a planta ou parte dela como se fosse um gráfico cartesiano É correto o que se afirma em a I II e III b Apenas I c Apenas II d Apenas III e I e II apenas 2 Os eletrodutos são os componentes da instalação elétrica que propiciam um meio envoltório ou invólucro aos condutores elétricos Esses dispositivos possuem como principais características e funções I A atuação como proteção mecânica II A atuação como proteção contra ataques do meio ambiente IIIA atuação como proteção contra incêndios devido aos superaquecimentos ou arcos voltaicos IV Para um condutor a taxa máxima de ocupação do eletroduto é de 53 para dois condutores de 31 e para mais de três condutores de 40 Analise as alternativas I a IV e determine se são verdadeiras V ou falsas F U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 69 3 Determine o centro de carga para a instalação de um quadro de distribuição QD de determinada residência As cargas instaladas e coordenadas são Carga 1 200 W coordenadas 23 Carga 2 200 W coordenadas 34 Carga 3 500 W coordenadas 56 Carga 4 1000 W coordenadas 32 De posse das informações de carga instalada qual é a coordenada determinada para instalação do QD a 333 337 b 335 347 c 332 357 d 342 337 e 352 337 a V F V V b V V V V c F F V V d V F F V e V V F V U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 70 Seção 22 Características gerais sobre dispositivos de proteção e interruptores Olá aluno Nesta seção continuaremos o estudo a respeito dos principais conceitos relacionados aos dispositivos utilizados em instalações elétricas abordando os aspectos referentes aos dispositivos de proteção e aos interruptores É essencial assimilar as definições e as principais características desses equipamentos e para isso será proposta uma situação em que seja necessária a aplicação dos aspectos estudados Iremos considerar a seguinte situação você é o responsável por um projeto elétrico residencial e já finalizou toda a etapa de dimensionamento de condutores e eletrodutos conceitos analisados nas Seções 13 e 21 Para dar sequência ao seu trabalho é necessário dimensionar agora os dispositivos de proteção Inicialmente você deverá dimensionar o dispositivo de proteção contra sobrecorrente para um circuito monofásico Figura 24 que possui condutores unipolares de cobre com isolação de PVC instalado em eletroduto de PVC embutido em alvenaria cuja capacidade de condução de corrente é 32 A A corrente presumida de curtocircuito préestabelecida é de 2 kA Para dimensionamento do dispositivo de proteção utilize os disjuntores monopolares 127220 V do tipo UNIC série 609 analisando as características abaixo Corrente nominal A 4 6 10 16 20 25 32 40 50 e 63 Frequência 5060 Hz Diálogo aberto Fonte Filho 2011 p 192 Figura 24 Exemplificação de circuito monofásico U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 71 Nesta seção serão apresentadas e analisadas algumas características gerais sobre os interruptores e os dispositivos de proteção A seguir serão fornecidas informações detalhadas sobre esses dispositivos Interruptores Os interruptores são dispositivos de manobra utilizados para comandar lâmpadas Esses dispositivos se diferem dos disjuntores em relação à sua função final os disjuntores são utilizados para proteção de circuitos elétricos dispositivos automáticos e os interruptores ou contatores são utilizados para acionar equipamentos dispositivos manuais Os interruptores podem ser divididos em interruptor simples interruptor paralelo threeway e interruptor intermediário fourway Os interruptores simples são formados por dois terminais e um contato Esses equipamentos podem atuar no comando de um ou mais pontos de luz que estejam funcionando em conjunto sendo realizado o acionamento simultâneo A Figura 25 exemplifica o esquema elétrico de ligação desse tipo de interruptor Limiar de atuação magnética 4 a 63 A Corrente nominal em função da temperatura ambiente o 20 C unipolar ou multipolar 107 166 208 26 333 416 52 655 A o 30 C unipolar ou multipolar 10 16 20 25 32 40 50 63 A o 40 C unipolar ou multipolar 96 157 196 245 32 40 50 63 A Capacidade de interrupção em função da tensão de operação 5 kA Para o disjuntor de 25 A I I CS n 80 Tdd 002 segundos Para que você possa realizar esse dimensionamento nesta seção você estudará os conceitos relacionados a estes dispositivos de proteção em instalações elétricas Bons estudos e ótimo trabalho Não pode faltar U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 72 Fonte Nery 2012 p 51 e 52 Fonte Nery 2012 p 52 e 53 Fonte Nery 2012 p 53 e 54 Figura 25 Esquema elétrico do interruptor simples Figura 26 Esquema elétrico interruptor paralelo Figura 27 Esquema elétrico a e representação unifilar do interruptor intermediário Os interruptores paralelos possuem três terminais com um contato atuando no comando de um ou mais pontos de luz por meio de dois interruptores São amplamente utilizados em escadarias corredores e salões com vários acessos por permitir o acionamento por pontos diferentes A Figura 26 exemplifica o esquema elétrico de ligação desse tipo de interruptor Por fim os interruptores intermediários são constituídos por quatro terminais com dois contatos Esses dispositivos permitem o acionamento de um ou mais pontos de luz por meio de três ou mais interruptores Geralmente utilizase esse tipo de interruptor entre os interruptores paralelos podendo ser usados dois interruptores paralelos e um ou mais interruptores intermediários A Figura 27 exemplifica o esquema elétrico de ligação desse tipo de interruptor Retorno Lâmpada Interruptor Condutor fase Condutor neutro Retorno Retorno Retorno Lâmpada Condutor fase Condutor neutro Retorno Retorno1 Retorno3 Retorno2 Retorno4 Sp Sp Si Lâmpada Condutor fase Condutor neutro U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 73 Dispositivos de proteção Os dispositivos utilizados para a proteção de instalações elétricas têm por função como a própria nomenclatura sugere garantir a segurança de pessoas animais domésticos e bens contra os perigos originados da má utilização de equipamentos ou mesmo de problemas que possam ocorrer nas instalações A NBR 54102004 determina várias recomendações e critérios a respeito desses equipamentos Nesta seção serão analisados os aspectos relacionados à proteção contra sobrecorrente e à proteção contra choques elétricos Proteção contra sobrecorrente Os condutores e equipamentos que fazem parte de um circuito elétrico devem ser protegidos por dispositivos de proteção contra sobrecorrentes divididas em correntes de sobrecarga corrente nominal da carga superior à corrente de projeto do circuito causada por solicitações de equipamentos acima de suas capacidades nominais como por exemplo os motores que acionam cargas permanentes ou transitórias acima de sua potência nominal e correntes de curto circuito ou falta correntes extremamente elevadas devido às faltas elétricas TAMIETTI 2009 Para proteção contra sobrecargas deve haver uma coordenação entre os condutores e os dispositivos que deve atender duas condições sendo I I I I I B N Z Z 2 1 45 Em que IB corrente nominal de projeto do circuito Pesquise mais Para saber mais sobre os interruptores utilizados em instalações elétricas assista aos seguintes vídeos Interruptor Paralelo Disponível em httpswwwyoutubecom watchvzHRe5lr26hQ Acesso em 29 jun 2017 Interruptor Simples Disponível em httpswwwyoutubecom watchv4lmdEmrTc Acesso em 29 jun 2017 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 74 IZ capacidade de condução de corrente dos condutores IN corrente nominal do dispositivo de proteção I2 corrente que assegura a atuação efetiva do dispositivo de proteção Para a proteção contra curtocircuito alguns requisitos também devem ser atendidos a saber I I T t t K S I R CS dd CS 2 2 2 Sendo IR corrente de ruptura do dispositivo de proteção ICS corrente de curtocircuito presumida no ponto de instalação do dispositivo Tdd tempo de disparo do dispositivo de proteção para o valor de ICS t tempo limite de atuação do dispositivo de proteção em segundos S seção do condutor mm2 K constante 115 para condutores de cabo isolado com PVC 135 para condutores de cobre isolado com EPR ou XLPE 74 para condutores de alumínio isolados com PVC e 87 para condutores de alumínio isolados com EPR ou XLPE Dentre os dispositivos de proteção mais utilizados estão os disjuntores termomagnéticos DTM e os fusíveis Os disjuntores termomagnéticos atuam protegendo contra correntes de sobrecarga e curtocircuito Esses dispositivos são os mais utilizados em instalações residenciais e comerciais devido ao fato de permitirem o religamento logo após a ocorrência das sobrecorrentes sem a necessidade de substituição do equipamento CRUZ et al 2012 A Figura 28 ilustra exemplos desses disjuntores U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 75 Fonte httpwwwportaleletricistacombrwpcontentuploads201505tabeladedisjuntores5jpg Acesso em 24 ago 2017 Fonte Cruz et al 2012 p 349 Figura 28 Exemplos de disjuntores termomagnéticos Figura 29 Princípio de funcionamento do disjuntor termomagnético a DTM em operação normal e b DTM atuando O princípio de funcionamento do disjuntor termomagnético ilustrado na Figura 29 baseiase na atuação de dois dispositivos internos o relé térmico e o magnético O relé térmico atua somente na presença de correntes de sobrecargas sendo formado por lâminas bimetálicas Essas lâminas são constituídas de materiais que possuem coeficientes diferentes de dilatação normalmente latão e aço A atuação desse dispositivo é provocada por meio do aquecimento de uma liga bimetálica por uma corrente de sobrecarga que causa deformação suficiente para interrupção do circuito CRUZ et al 2012 Em contrapartida o relé magnético atua apenas contra a corrente de curtocircuito Esse dispositivo é formado por uma bobina com núcleo metálico que se magnetiza na presença das correntes de falta CRUZ et al 2012 Por conta do princípio de funcionamento desses disjuntores termomagnéticos a atuação dos mesmos possui características distintas quando submetidos a correntes de sobrecarga e de curtocircuito a Unipolar b Bipolar c Tripolar U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 76 Exemplificando Para exemplificar como os disjuntores termomagnéticos atuam quando submetidos a correntes de sobrecarga e curtocircuito vamos analisar a Figura 210 que mostra como se comporta a curva tempo versus corrente desse tipo de dispositivo A partir da Figura 29 temos informações sobre o tempo de atuação do disjuntor eixo vertical em relação ao valor da corrente do circuito que utiliza a corrente nominal IN como referência eixo horizontal Podese verificar ainda que existem duas regiões nesta curva a T que corresponde a faixa de atuação do relé térmico e a M que corresponde a faixa de atuação do relé magnético eixo vertical Analisando a curva podese afirmar que em situações onde a corrente do circuito é menor que a corrente nominal o disjuntor nunca atuará Já em caso contrário o disjuntor atuará e a relação tempo versus corrente será inversa ou seja quanto maior a corrente menor será o tempo de atuação do disjuntor CRUZ et al 2012 Imagine portanto que uma corrente 2x maior que IN atue no circuito Pela Figura 29 verificase que para este caso o tempo de atuação seria de 20 segundos sendo acionado apenas o relé térmico Ademais podese afirmar que o relé magnético só seria acionado por meio de uma corrente no circuito muito maior do que a corrente nominal Por exemplo na passagem de uma corrente no circuito 10x maior que a corrente nominal o relé magnético seria acionado e o tempo de atuação seria de 002 segundo Fonte Cruz et al 2012 p 350 M Relé magnético T Relé térmico Tempo de atuação s 10000 5000 2000 1000 500 200 100 50 20 10 05 02 01 005 002 001 1 2 3 5 10 20 30 x In 5 2 1 Figura 210 Curva de tempo x corrente de um disjuntor termomagnético U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 77 O outro dispositivo de proteção muito utilizado o fusível oferece proteção contra correntes de curtocircuito e sobrecarga porém seu uso não é indicado para sobrecargas leves e moderadas devido a sua característica de atuação tempo x corrente não ajustável FILHO 2011 Esses dispositivos fusíveis atuam interrompendo a circulação de corrente pela fusão de uma parte dimensionada para tal função parte esta denominada de elo fusível CRUZ et al 2012 Essa interrupção ocorre quando a corrente excede o valor estabelecido durante um intervalo de tempo determinado causando dessa forma a elevação da temperatura no fusível até a sua fusão FILHO 2011 Os fusíveis são classificados de acordo com as características de desligamento podendo ser de efeito rápido ou de efeito retardado Os equipamentos classificados como de efeito rápido são mais utilizados em circuitos que sofrem baixa variação de corrente entre as etapas de partida e a de regime normal de operação tais como cargas resistivas Já os dispositivos classificados como de efeito retardado são mais utilizados em circuitos que possuem corrente de partida muitas vezes superior à corrente nominal como por exemplo motores elétricos CRUZ et al 2012 Não é possível utilizar fusíveis de efeito rápido para equipamentos com corrente alta de partida pois o circuito seria interrompido no momento em que houvesse a partida impedindo o funcionamento normal do equipamento Os fusíveis tipos SILIZED e NH são respectivamente de efeito rápido e retardado A Figura 211 ilustra estes dispositivos Fonte httpsgooglYucZtP httpsgooglzrNWhX Acesso em 24 ago 2017 Figura 211 Fusível SILIZED a e fusível NH b a b U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 78 Assimile É importante enfatizar os conceitos sobre os disjuntores termomagnéticos e fusíveis O disjuntor termomagnético protege contra sobrecargas TERMO proteção térmica e curtoscircuitos MAGNÉTICO proteção magnética Esse dispositivo possui como principal vantagem a religação sem a troca do equipamento Já os fusíveis são mais indicados para atuação contra corrente de curto circuito devido ao seu princípio de funcionamento Após sua atuação é necessária a troca Proteção contra choques elétricos A NBR 54102004 estabelece diversos critérios e requisitos que devem ser atendidos para proteção contra choques elétricos Esses choques elétricos podem ser ocasionados por contato direto quando pessoas ou animais entram em contato com condutores ou partes condutoras das instalações elétricas denominadas partes vivas ou por meio de contato indireto quando pessoas ou animais entram em contato com uma massa que ficou em condições de falta NERY 2012 e assim os dispositivos de proteção deverão ser dimensionados a fim de atender a esses aspectos Nesta seção discutiremos o uso do dispositivo de proteção diferencialresidual DR para esse tipo de proteção O dispositivo DR é utilizado em instalações elétricas para a proteção de equipamentos sendo acionado quando detectadas correntes de fuga superiores ao valor nominal CREDER 2016 Esses dispositivos são constituídos basicamente por quatro partes sendo elas um transformador de corrente um disparador de relé um circuito teste e um mecanismo de disparo No mercado estão disponíveis dois tipos desses equipamentos o disjuntor DR que possui elevada capacidade de interrupção podendo atuar contra sobrecorrentes e contra contatos indiretos dentro dos valores especificados e o interruptor DR que possui pequena capacidade de interrupção U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 79 Retomando a situação proposta no Diálogo Aberto desta seção para realizar o dimensionamento correto dos disjuntores é necessário analisar os dados fornecidos e algumas restrições para sobrecarga e curtocircuito Com base nos dados disponibilizados sabemos que IB 24 A IZ 32 A I IN 2 1 35 Conforme os requisitos que devem ser contemplados para atender a proteção contra sobrecarga sabemos que I I I B N Z Aplicando os valores fornecidos temos 24 32 IN Para atender a esse intervalo o disjuntor deverá possuir corrente nominal de 25 A valor comercial disponível A fim de verificar se esse disjuntor seria o adequado para proteção contra sobrecargas outro aspecto ainda deve ser atendido sendo I IZ 2 1 45 Adotando o valor de corrente nominal de 25 A temos I I 2 2 1 35 25 3375 A 1 45 1 45 32 46 4 IZ Reflita Quais aspectos devem ser analisados para a utilização de dispositivos DR É necessário uma análisemedição das correntes de fuga nas instalações elétrica Sem medo de errar U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 80 Portanto 33 45 46 4 De posse desse valor podemos dizer que as condições foram atendidas para as duas equações podendo ser utilizado esse disjuntor de 25 A para a proteção de sobrecargas Analisando agora os dados para proteção contra curtocircuito sabemos que precisamos atender aos seguintes requisitos I I T t t K S I R CS dd CS 2 2 2 Como a corrente presumida desse circuito é de 2 kA e a capacidade de interrupção em função da tensão de operação é de 5 kA concluímos que o primeiro requisito foi atendido Para continuarmos a análise devemos agora calcular o tempo de disparo do dispositivo de proteção para o valor de ICS verificando se este disjuntor de 25 A é adequado para essa instalação Sabendo que I I CS n 2000 25 80 E pelo enunciado para I I CS n 80 Tdd 002 segundos precisamos agora calcular t Temos portanto t 115 4 2000 0 0529 2 2 2 segundos 0 02 0 0529 Por fim podemos concluir que a melhor escolha neste caso baseandose nas características do disjuntor fornecido é a utilização do disjuntor termomagnético monopolar do tipo UNIC série 609 de corrente nominal de 25 A que atende de forma satisfatória a proteção desse circuito tanto para sobrecargas quanto para curtoscircuitos U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 81 Analisando uma curva tempo x corrente de um disjuntor Descrição da situaçãoproblema Vamos supor a seguinte situação você está projetando uma instalação elétrica e antes de escolher o dispositivo de proteção a ser utilizado deseja verificar as características da curva de atuação do disjuntor termomagnético a fim de analisar se este equipamento atende as demandas requeridas de projeto analisando os tempos de atuação para as seguintes situações Tempo de atuação para uma corrente igual a IN Tempo de atuação para uma corrente 2x maior que IN Tempo de atuação para uma corrente 20x maior que IN Quais foram os tempos de atuação para cada caso Quais fatores influenciaram no tempo de acionamento desse dispositivo Para ser possível esta análise a Figura 29 fornece a curva de atuação desse tipo de dispositivo Avançando na prática Resolução da situaçãoproblema Analisando a curva disponibilizada na Figura 29 podemos verificar que para uma corrente igual a IN o tempo de atuação do disjuntor seria de 2000 segundos sendo acionado apenas o relé térmico Já para o segundo caso considerando uma corrente 2x maior que IN verificamos que a atuação do dispositivo é bem mais rápida de cerca de 20 segundos sendo acionado também pelo relé térmico No terceiro caso para uma corrente 20x maior que IN o acionamento do disjuntor termomagnético é de 002 segundo sendo acionado pelo relé magnético Com isso você pode verificar que esse tipo de dispositivo de proteção atua conforme a corrente que percorre o circuito Quanto maior a corrente no circuito menor será o tempo de atuação do disjuntor U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 82 Por fim podemos concluir que esse dispositivo pode ser empregado tanto para correntes altas quanto baixas atendendo tanto a sobrecargas quanto as correntes de curtocircuito porém atuando mais rapidamente em casos de corrente alta Faça valer a pena 1 Os dispositivos de proteção devem preservar os condutores e equipamentos que fazem parte de um circuito elétrico contra sobrecorrentes A respeito desses dispositivos podese afirmar que I Os disjuntores termomagnéticos e os fusíveis são os dispositivos de proteção mais utilizados II Os disjuntores termomagnéticos são formados por dois dispositivos internos o relé térmico e o relé magnético III Os fusíveis são indicados para proteção contra sobrecargas leves e moderadas IV Os fusíveis atuam interrompendo a circulação de corrente pela fusão de uma parte dimensionada para tal função É correto o que se afirma em a I II e III apenas b I III V apenas c I II III e IV d I II III apenas e I II e V apenas 2 Os fusíveis são dispositivos utilizados para proteção das instalações elétricas A respeito das características desses dispositivos podemos afirmar que I Os fusíveis podem ser classificados como de efeito rápido e de efeito retardado II Os fusíveis de efeito rápido são utilizados geralmente em circuitos que sofrem baixa variação de corrente entre as etapas de partida e a de regime norma de operação III Os fusíveis de efeito retardado são mais utilizados em circuitos que possuem corrente de partida muitas vezes superior à corrente nominal U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 83 3 Os disjuntores termomagnéticos atuam na proteção contra sobrecargas e correntes de curtocircuito A respeito das características da curva de atuação desses dispositivos podemos afirmar que I Para casos em que a corrente no circuito é menor que a nominal o disjuntor nunca atuará II Para correntes maiores que a nominal o disjuntor atuará e quanto maior a corrente no circuito menor será o tempo de atuação do disjuntor III Para correntes muito maiores que a nominal o disjuntor termomagnético será acionado por meio do relé magnético Analise as afirmativas e as relacione a verdadeiro V ou falso F a V V V b V V F c F V F d V F F e V F V É correto o que se afirma em a Apenas I e II b Apenas II c Apenas I d I II III e Apenas I e III U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 84 Seção 23 Projeto Luminotécnico Olá aluno Após termos identificado e aprendido sobre os principais materiais e dispositivos utilizados nas instalações elétricas podemos dar sequência à disciplina analisando agora aspectos relacionados a projetos luminotécnicos Sabemos que a iluminação é um dos aspectos mais importantes quando estamos projetando instalações elétricas pois o dimensionamento incorreto pode ocasionar vários problemas ao consumidor final Por isso nesta seção estudaremos os conceitos gerais que o auxiliarão na hora de elaborar um projeto luminotécnico Dessa forma nesta seção identificaremos e conceituaremos as principais grandezas luminotécnicas e verificaremos as etapas necessárias para aplicação do método dos Lumens e do método ponto a ponto Para que você possa assimilar melhor os conceitos repassados nesta seção iremos considerar a seguinte situação você é o responsável por um projeto elétrico residencial e está na etapa de dimensionamento da iluminação É necessário a aplicação do método de Lumens a fim de determinar a quantidade de luminárias e o fluxo luminoso para um dos ambientes que terá por função ser um escritório para escrita leitura e processamento de dados Serão utilizadas luminárias com quatro lâmpadas fluorescentes de 32 watts 127 V fluxo luminoso de 2950 lumens cada fator de manutenção de 067 e que possuem os coeficientes de utilização descritos na Tabela 27 Diálogo aberto Fonte Creder 2016 p 366 Tabela 27 Coeficientes de utilização para lâmpadas fluorescentes Índice do local k Refletâncias 751 731 711 551 511 331 200 075 071 067 073 070 067 250 059 075 072 077 074 071 300 081 078 076 079 077 075 400 084 082 080 079 079 078 500 086 084 082 084 082 081 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 85 O ambiente do escritório possuirá teto claro paredes de cor média e pisos escuros e sua metragem é de 8 x 16 m pédireito 360 m Sendo assim quais informações você precisará determinar para aplicar o método dos Lumens Quais as etapas deverão ser realizadas Quais parâmetros deverão ser analisados Para que você possa determinar o número de luminárias a serem utilizadas e fluxo luminoso não é necessário determinar a disposição das luminárias para esse local você estudará nesta seção os principais conceitos necessários a elaboração de projetos luminotécnicos Bons estudos e ótimo trabalho Quando projetamos instalações elétricas um dos parâmetros mais importantes a se analisar e dimensionar corretamente é a iluminação dos ambientes Por meio de uma iluminação correta é possível aumentar a produtividade evitar acidentes promover bemestar e melhora no estado emocional dos seres humanos Com isso ao projetar um ambiente é necessário dar atenção a vários aspectos tais como as proporções do cômodo a ser iluminado as cores das paredes e do teto e principalmente a eficiência dos equipamentos que serão utilizados É nesse contexto que esta seção se insere analisando os métodos utilizados para executar projetos luminotécnicos Antes de entrarmos no tema em questão é importante a apresentação de alguns conceitos que auxiliarão na compreensão dos projetos luminotécnicos Portanto serão apresentados os conceitos referentes às grandezas luminotécnicas Dentre os termos em estudo estarão o fluxo luminoso a eficiência luminosa o tempo de duração a intensidade luminosa a luminância a curva de distribuição luminosa o índice de reprodução de cor e a temperatura de cor Não pode faltar Assimile É importante enfatizar o conceito de projeto luminotécnico Esse termo referese ao estudo detalhado das técnicas utilizadas para o U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 86 dimensionamento de iluminação artificial por meio da energia elétrica Portanto devese relacionar luminotécnica sempre que se pensar em elaborar um projeto de iluminação levandose em conta todas as grandezas citadas acima Os conceitos e características gerais dessas grandezas serão definidos a seguir O fluxo luminoso φ pode ser conceituado como a potência de radiação total emitida por uma fonte de luz entre os limites de comprimento de onda de luz visível NISKIER et al 2013 Simplificando essa conceituação podese dizer que esse termo se refere à potência de energia luminosa de uma fonte percebida pelo olho humano NISKIER et al 2013 A unidade utilizada por essa grandeza luminotécnica é o lúmen lm A eficiência luminosa se refere à relação entre o fluxo luminoso produzido e a potência elétrica consumida por determinada lâmpada NERY 2012 Quanto maior este valor maior será a economia em termos de consumo de energia elétrica Dessa forma a eficiência energética é representada pela unidade lumensWatts lm W O tempo de duração de uma lâmpada é classificado em vida mediana vida média e vida útil A vida mediana é o número de horas resultantes que 50 das lâmpadas ensaiadas permaneceram acesas NERY 2012 A vida média referese à média aritmética do tempo de duração de cada lâmpada ensaiada NERY 2012 E por fim a vida útil é o termo utilizado para conceituar o número de horas decorridas em que se atinge 70 de emissão de luz devido à depreciação da lâmpada NERY 2012 A iluminância é definida como uma medida de densidade de fluxo luminoso incidente sobre uma superfície Ela é determinada a partir da razão entre o fluxo luminoso e a distância ao quadrado da superfície em análise Podese expressar a iluminância pela seguinte equação E A lm m lux φ 2 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 87 A NBR ISOCIE 899512013 determina os níveis de iluminância mantida e iluminância no entorno imediato Esses dados estão disponíveis na Tabelas 28 e 29 respectivamente Tipo de ambiente tarefa ou atividade Emlux Observações Áreas gerais de edificação Saguão de entrada 100 Nas entradas e saídas estabelecer uma zona de transição a fim de evitar mudanças bruscas Áreas de circulação e corredores 100 Subestações Salas de controle 500 Indústria elétrica Montagem média por exemplo quadros de distribuição 500 Montagem fina por exemplo telefone 750 Montagem de precisão por exemplo equipamentos de medição 1000 Oficinas eletrônicas ensaios ajustes 1500 Escritórios Arquivamento cópia circulação 300 Escrever teclar ler processar dados 500 Estações de projeto por computador 500 Tabela 28 Nível de iluminância mantida Em U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 88 Construções educacionais Salas de aula 300 Salas de aula noturnas classes e educação de adultos 500 Quadronegro 500 Salas de desenho técnico 750 Sala de aplicação e laboratórios 500 Salas de professores 300 Fonte NBR 89951 BRASIL 2013 p 12 1417 19 20 e 21 Pesquise mais Para ter acesso à tabela completa com níveis de iluminância mantida Em verifique os dados fornecidos pela NBR ISOCIE 899512013 p 1223 O arquivo está disponível em nossa biblioteca virtual Disponível em httpsbibliotecavirtualcomdetalhesparceiros10 Acesso em 11 jul 2017 Iluminância da tarefa lux Iluminância do entorno imediato lux 750 500 500 300 300 200 200 Mesma iluminância da área de tarefa Fonte NBR ISOCIE 89951 2013 p 5 Tabela 29 Iluminância no entorno imediato A intensidade luminosa é caracterizada como a potência de radiação visível determinada em certa direção Essa grandeza é expressa em candelas cd A luminância é definida como a intensidade luminosa produzida ou refletida através de uma superfície aparente CREDER 2016 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 89 Essa grandeza está relacionada ao nível de luminosidade percebida pelo ser humano por meio do tamanho da superfície do ângulo observado e da intensidade luminosa emitida pela superfície em análise na direção do olho A luminância é expressa por candelas por metro quadrado cdm2 A curva de distribuição luminosa referese à representação da variação da intensidade luminosa de uma determinada fonte em diferentes regiões eou direções Geralmente essas curvas são diagramas polares elaborados para 1000 lumens A Figura 212 mostra um exemplo desse tipo de curva luminosa O índice de reprodução de cor IRC é um parâmetro utilizado para avaliar a capacidade de cada tipo de lâmpada reproduzir as cores dos objetos A escala de IRC varia de 0 a 100 e quanto maior esse valor melhor é a reprodução de cores A Tabela 210 fornece informações sobre alguns tipos de lâmpadas e o IRC das mesmas Fonte Nery 2012 p 226 Figura 212 Curva de distribuição luminosa U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 90 Lâmpada IRC Qualidade Aplicações Incandescente comum 100 Excelente Loja residência escritório etc Halógena Fluorescente compacta 80 Boa Área de circulação oficina ginásio escada residência escritório etc LED Multivapor metálico Fluorescente tubular 60 Regular Depósito posto de gasolina indústria etc Mista Vapor de mercúrio 40 Ruim Via de tráfego pátio canteiro de obra estacionamento etc Vapor de sódio alta pressão 30 Vapor de sódio baixa pressão 20 Fonte Cruz et al 2012 p 242 Tabela 210 Índice de reprodução de cor para diferentes tipos de lâmpadas E por fim a temperatura de cor referese à cor aparente emitida por determinada lâmpada ou seja expressa a aparência de cor da luz Quanto mais alto o valor dessa grandeza mais branca é a cor de luz A Tabela 211 mostra os três tipos de luzes possíveis sendo elas quente neutra e fria associadas à temperatura de cor Qualificação Temperatura K Efeitos associados e sensações Quente Até 3300 Ambiente amigável íntimo pessoal e exclusivo Neutra 3300 a 5300 Ambiente amigável convidativo e intenso Fria Acima de 5300 Ambiente preciso claro limpo e eficiente Fonte NBR 89951 BRASIL 2013 p 9 Tabela 211 Temperatura de cor para luz quente neutra e fria U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 91 Após compreender esses aspectos podese continuar o estudo luminotécnico apresentando agora os métodos mais utilizados o método dos Lumens e o método ponto a ponto Método dos Lumens O método dos Lumens ou método do Fluxo Luminoso é utilizado em projetos luminotécnicos baseandose na determinação da quantidade de fluxo luminoso necessário para determinado ambiente analisando alguns parâmetros tais como atividade desenvolvida cores das paredes e do teto tipo de luminárialâmpada escolhida entre outros Podese dividir a aplicação desse método em 7 etapas A etapa 1 consiste na seleção da iluminância mantida Em Este valor é obtido a partir dos dados fornecidos pela Tabela 28 Na etapa 2 são definidas a luminária e lâmpada que serão utilizadas Para esta escolha devese analisar o objetivo da instalação fatores econômicos facilidade de manutenção entre outros CREDER 2016 Para isso é necessário analisar os tipos de luminárias e lâmpadas disponíveis verificando as características das mesmas Em relação às lâmpadas identificase três categorias as incandescentes as de descarga e as de estado sólido LED Light Emitting Diode As lâmpadas incandescentes emitem luz a partir do aquecimento de um fio até a sua incandescência Devido ao seu baixo rendimento essa categoria foi banida do Brasil apesar de ainda ser eventualmente encontrada As lâmpadas de descarga provocam excitação de gases ou vapores metálicos por meio de uma descarga elétrica emitindo a radiação Essas lâmpadas podem ser divididas em fluorescentes de mercúrio mista de sódio e de vapores metálicos NISKIER et al 2013 Por fim as lâmpadas LED emitem radiação quando a corrente elétrica percorre os diodos LEDs Essas lâmpadas são as fontes de luz mais eficientes por exemplo uma lâmpada incandescente de 60W pode ser substituída por uma lâmpada LED de apenas 3 W CREDER 2016 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 92 Reflita As lâmpadas LED trazem vários benefícios aos consumidores porém apenas atualmente essas lâmpadas estão adquirindo espaço no mercado Por que existe ainda um bloqueio para utilização dessas lâmpadas Por que só agora elas estão sendo disseminadas Já as luminárias podem ser classificadas em função da distribuição do fluxo luminoso que proporcionam A Figura 213 ilustra as classes em que elas podem ser enquadrar podendo ser indireta semidireta direta semiindireta diretaindireta ou difusa Após determinar as lâmpadas e luminárias podese passar para etapa 3 Nesta etapa é determinado o índice do local Esse parâmetro se relaciona às dimensões do recinto comprimento largura e altura da montagem altura da luminária ou lâmpada em relação ao plano de trabalho O valor pode ser obtido a partir da equação abaixo k c l h c l m Na qual c é o comprimento do local l a largura do local e hm a altura de montagem da luminária Fonte Cruz et al 2012 p 261 Figura 213 Classificação das luminárias a indireta b semidireta c direta d semiindireta ediretaindireta e f difusa a d b e c f 60 90 10 40 40 60 40 60 10 40 0 10 90 100 Curva Luminária Luz emitida para baixo Luz emitida para cima 0 10 0o 180o 135o 45o 90o 60 90 90 100 40 60 60 40 U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 93 A próxima etapa a 4 consiste na determinação do coeficiente de utilização Após a determinação do índice local e a refletância dos tetos paredes e pisos Tabela 212 é possível obter o coeficiente de utilização parâmetro que relaciona o fluxo luminoso inicial emitido pela fonte de luz luminárialâmpada e o fluxo útil no plano de trabalho É possível determinar esse dado analisando o índice local e a refletância para o tipo de lâmpada utilizado Cada lâmpada possui um valor distinto de coeficiente de utilização desse equipamento Determinado o coeficiente de utilização do equipamento podese iniciar a etapa 5 que consiste na determinação do fator de manutenção de referência Esse parâmetro relaciona o fluxo luminoso emitido no fim do período de manutenção e o fluxo inicial da lâmpadaluminária A Tabela 213 fornece dados sobre o fator de manutenção para sistemas de iluminação de interiores com lâmpadas fluorescentes Índice Reflexão Significado 1 10 Superfície escura 3 30 Superfície média 5 50 Superfície clara 7 70 Superfície branca Fonte Creder 2016 p 371 Tabela 212 Índice de reflexão típica Tabela 213 Fatores de manutenção para sistemas de iluminação de interiores com lâmpadas fluorescentes Fator de Manutenção Exemplo 080 Ambiente muito limpo ciclo de manutenção de um ano 2000 hano de vida até a queima com substituição da lâmpada a cada 8000 h substituição individual luminárias direta e diretaindireta com uma pequena tendência de coleta de poeira U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 94 Fonte NBR 89951 BRASIL 2013 p 52 067 Carga de poluição normal no ambiente ciclo de manutenção de três anos 2000 hano de vida até a queima com substituição da lâmpada a cada 12000 h substituição individual luminárias direta e diretaindireta com uma pequena tendência de coleta de poeira 057 Carga de poluição normal no ambiente ciclo de manutenção de três anos 2000 hano de vida até a queima com substituição da lâmpada a cada 12000 h substituição individual luminárias com uma tendência normal de coleta de poeira 050 Ambiente sujo ciclo de manutenção de três anos 8000 hano de vida até a queima com substituição da lâmpada a cada 8000 h substituição em grupo luminárias com uma tendência normal de coleta de poeira Após a determinação de todas as etapas acima é possível aplicar os valores determinados até o momento na equação abaixo que é a etapa 6 φ φ ϕ S E u d n m em que φ representa o fluxo luminoso local lumens S é a área do recinto m2 Em é o nível de iluminância mantida lux u é o fator de utilização ou coeficiente de utilização d representa o fator de depreciação ou de manutenção n o número de luminárias e ϕ o fluxo de luminárias lumens Por fim a última etapa a 7 consiste na determinação do espaçamento máximo entre luminárias Esse aspecto depende U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 95 da abertura do feixe luminoso e para distribuição das lâmpadas e luminárias tomase como dados práticos a distância entre luminárias como o dobro da distância entre a luminária e parede CREDER 2016 conforme mostra a Figura 214 Método ponto a ponto O método ponto a ponto baseiase na lei de Lambert que afirma que a iluminância produzida em um ponto de uma superfície é proporcional à intensidade luminosa da fonte na direção da superfície proporcional ao cosseno do ângulo de incidência que o raio luminoso faz com a normal ao plano e inversamente proporcional ao quadrado da distância da fonte à superfície CREDER 2016 Dessa forma para utilizar esse método é necessário conhecer as curvas de distribuição luminosa ou curvas fotométricas um exemplo de curva é ilustrado na Figura 211 fornecidas pelos fabricantes de luminárias ou lâmpadas ou mesmo elaboradas em laboratórios de fotometria Após a análise dessas curvas é necessário aplicar as equações abaixo para obter iluminância no plano horizontal e vertical E I h E I h sen p p h v cos θ θ θ θ 2 2 plano horizontal plano vertical Fonte Creder 2016 p 372 Figura 214 Distribuição típica de luminárias d2 d2 L2 L d U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 96 em que E p iluminamento em P lux I θ intensidade luminosa da fonte na direção de P cd h altura da montagem da luminância m e θ ângulo entre a vertical à superfície receptora e h Exemplificando Para exemplificarmos a aplicação do método ponto a ponto vamos supor que seja necessário calcular a iluminância no plano horizontal de uma lâmpada de vapor mercúrio de 400 W que possui um fluxo luminoso de 22000 lumens e será instalada a 6 m de altura É necessário analisar a distribuição luminosa para θ 0o com base na Figura 215 Analisando esta figura podese dizer que para θ 0 para 1000 lumens 208 cd θ 0 para 22000 lumens o o 4576 cd Aplicando a equação para determinação do iluminância temos 0 4 576 62 o Ep h 1 12711 luxplano horizontal θ Fonte Niskier 2013 p 258 Figura 215 Curva de distribuição luminosa para 1000 lumens U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 97 Retomando a situação proposta no Diálogo aberto desta seção serão apresentadas as etapas que devem ser realizadas para a aplicação do método dos Lumens Para determinação da etapa 01 que consiste na seleção da iluminância mantida Em é necessário analisar o tipo de ambiente tarefa ou atividade desenvolvida neste local Como tratase de um escritório destinado à escrita à leitura e ao processamento de dados com base na Tabela 28 podemos verificar que Em 500 lux Para a próxima etapa a etapa 02 é necessário verificar qual tipo de lâmpada será utilizada De acordo com o enunciado da situação problema sabemos que foi escolhido usar lâmpadas fluorescentes de 32 watts 127 V que possuem fluxo luminoso de 2950 lumens Após determinadas as lâmpadas e luminárias podemos passar para etapa 03 na qual será determinado o índice do local O valor pode ser obtido a partir da equação abaixo admitindose a altura da montagem da luminária de 28 m k c l h c l m Temos portanto k 8 16 2 8 8 16 1 9 2 A próxima etapa a 04 consiste na determinação do coeficiente de utilização Porém antes de determinálo é necessário identificar o índice de reflexão típica Conforme os dados fornecidos pela Tabela 212 e sabendo que o ambiente possuirá teto claro paredes cor média e cor do piso escura podemos determinar o índice Temos Índice 7 refere ao teto claro Índice 3 referese a cor das paredes médias Índice 1 referese a cor do piso escura Sem medo de errar U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 98 O índice de reflexão portanto é de 731 De posse desse valor do índice de reflexão típica e do índice local podemos determinar o coeficiente de utilização que é de 071 conforme dados fornecidos pela Tabela 27 Após determinar esse coeficiente podemos iniciar a etapa 05 que consiste na determinação do fator de manutenção de referência Com base na Tabela 213 e analisando as características deste ambiente podemos afirmar que o fator de manutenção de referência é de 067 Após a determinação de todas as etapas acima é possível aplicar os valores determinados até o momento na equação abaixo que é a etapa 06 φ φ ϕ S E u d n m Resultanto em φ φ ϕ 8 16 500 0 71 0 67 4 2 95 13453857 lumens 13453857 n 0 114 12 lumi rias á Aplicação do método ponto a ponto Descrição da situaçãoproblema Vamos considerar a seguinte situação você está elaborando um projeto elétrico de uma indústria e precisa iniciar o projeto de iluminação porém para dimensionar corretamente precisa aplicar o método ponto a ponto a fim de verificar o iluminância no local É importante aplicar esse método pois a partir dele você poderá analisar o iluminamento em qualquer ponto da superfície individualmente conforme as necessidades do ambiente em estudo Avançando na prática U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 99 É necessário portanto determinar a iluminância no plano horizontal de uma lâmpada fluorescente de 400 W que possui um fluxo luminoso de 20000 lumens e será instalada a 5 m de altura Analise a distribuição luminosa para θ 0 20 e 30 o o o com base na Figura 214 Resolução da situaçãoproblema Para determinar a iluminância do ambiente em estudo é necessário analisar a curva de distribuição luminosa e aplicar as equações abaixo para obter iluminância no plano horizontal e vertical E I h ph cos θ θ 2 plano horizontal Portanto a partir da Figura 24 temos θ 0o para 1000 lumens 208 cd θ 0o para 22000 lumens 4160 cd θ 20o para 1000 lumens 205 cd θ 20o para 22000 lumens 4100 cd θ 30o para 1000 lumens 195 cd θ 30o para 22000 lumens 3900 cd Aplicando a equação para determinação do iluminância temos θ 0o Eph 4 160 52 1 1664 lux plano horizontal θ 20o Eph 4 100 52 094 15416 lux plano horizontal θ 30o Eph 3 900 52 087 13572 lux plano horizontal Faça valer a pena 1 Para o estudo de projetos luminotécnicos é necessário primeiramente identificar e compreender as características das grandezas relacionadas a este tema U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 100 Dentre as grandezas luminotécnicas temos I Fluxo luminoso II Intensidade luminosa III Luminância IV Iluminância Relacione esses termos a suas características É definida como uma medida de densidade de fluxo luminoso incidente sobre uma superfície Referese à potência de energia luminosa de uma fonte percebida pelo olho humano É definida como a intensidade luminosa produzida ou refletida através de uma superfície aparente É caracterizada como a potência de radiação visível determinada em certa direção Analise os termos de I a IV e os relacione com às lacunas a IV I III II b IV II III I c IV III I II d IV III II I e IV I II III 2 Um dos métodos aplicados em projetos luminotécnicos é o método dos Lumens também denominado método Fluxo Luminoso Esse método baseiase na determinação da quantidade de fluxo luminoso necessário para determinado ambiente com base em alguns parâmetros Dentre os parâmetros analisados nesse método estão I Nível de iluminância mantida Esse valor varia de acordo com o tipo de ambiente tarefa ou atividade desenvolvida II Coeficiente de utilização Para obtenção desse valor devese determinar primeiramente o índice local e o índice de reflexão típica III Índice de reflexão típica Esse parâmetro analisa apenas a cor do teto IV Fator de manutenção de referência Esse valor relaciona o fluxo luminoso emitido no fim do período de manutenção e o fluxo inicial da lâmpadaluminária Analise as afirmativas I a IV e determine se são verdadeiras V ou falsas F U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 101 3 O método ponto a ponto baseiase na lei de Lambert e utiliza as curvas de distribuição luminosa ou curvas fotométricas como base para sua aplicação Além das curvas é necessário aplicar algumas equações para obtenção da iluminância no plano horizontal e vertical do ambiente em estudo Dentre os parâmetros analisados nas equações aplicadas estão I Intensidade luminosa da fonte na direção em estudo II Altura de montagem da luminância III Ângulo entre a vertical a superfície receptora e a altura de montagem Analise os parâmetros descritos de I a III e determine se são verdadeiros V ou falsos F a V V V b V F V c V V F d V F F e F V V a V V V V b F V V V c V V F V d V V F F e V F V V U2 Luminotécnica materiais e dispositivos 102 Referências ABNT Associação Brasileira De Normas Técnicas NBR ISOCIE 89951 iluminação de ambientes de trabalho Parte 1 interior Rio de Janeiro ABNT 2013 CREDER Hélio Instalações Elétricas 16 ed Rio de Janeiro LTC 2016 CRUZ Eduardo Alves ANICETO Larry Aparecido Instalações elétricas fundamentos prática e projetos em instalações residenciais e comerciais 2 ed São Paulo Érica 2012 FILHO Lima D L Projetos de Instalações Elétricas Prediais 12 ed São Paulo Érica 2011 GOMES Flávio Vanderson Curso de instalações elétricas Universidade Federal de Juiz de Fora 2011 NERY Norberto Instalações elétricas princípios e aplicações 2 ed São Paulo Érica 2012 NISKIER Julio MACINTYRE Archibald Joseph Instalações elétricas 6 ed Rio de Janeiro LTC 2013 TAMIETTI Ricardo P Projeto de instalações elétricas prediais de baixa tensão Engeweb 2009 Disponível em httpwwwceapbrmaterialMAT10092013131546pdf Acesso em 11 jul 2017 Unidade 3 Projeto elétrico residencial Convite ao estudo Caro aluno nesta unidade o tema central em estudo são os projetos elétricos de baixa tensão e serão apresentadas primeiramente as normas em geral utilizadas para essas instalações Por mais que vários aspectos e algumas normativas já tenham sido vistos nas Unidades 1 e 2 esta unidade tem por objetivo enfatizar todos os aspectos que devem ser estudados nos projetos de baixa tensão Posteriormente estudaremos as partes integrantes do projeto elétrico E por fim serão apresentadas de forma detalhada todas as etapas necessárias para a elaboração e para execução de um projeto elétrico Na primeira seção o estudo estará centrado na apresentação das normas técnicas reguladoras e nas resoluções que são base para os projetos elétricos de baixa tensão Também serão analisados os requisitos gerais para a realização do pedido de fornecimento de energia elétrica junto à concessionária distribuidora Na segunda seção serão identificadas as partes constituintes de um projeto elétrico sendo elas o memorial descritivo o memorial de cálculo as plantas baixas e os diagramas elétricos Na última seção por fim serão apontadas as principais etapas que um projeto elétrico de baixa tensão deve conter respaldandoo a respeito de cada um dos aspectos em análise Portanto o objetivo desta unidade é que você aluno possa adquirir conhecimentos fundamentais para o desenvolvimento e para a execução de um projeto elétrico de baixa tensão Agora considere o seguinte contexto você é o responsável por instalações elétricas de baixa tensão e deve desenvolver executar e finalizar um projeto elétrico residencial Para isso você verificou que são necessárias algumas análises e estudos antes de iniciar efetivamente o projeto Dessa forma primeiramente será necessário analisar todas as normas que devem norteálo em relação a este local de estudo Em um segundo momento será necessário identificar e compreender as partes constituintes do projeto Ao final poderemos desenvolver o projeto elétrico montando um roteiro e o executando tratando dessa forma de todas as etapas do projeto Assim o que você como projetista deverá considerar para iniciar a elaboração de um projeto elétrico Quais são os elementos que constituem o projeto elétrico residencial Quais normas e resoluções você deverá analisar Nesse sentido com o andamento das seções o nível do aprendizado será aprofundado abordando novas etapas para a concretização desse projeto elétrico de baixa tensão Bons estudos e ótimo trabalho nesta unidade U3 Projeto elétrico residencial 105 Seção 31 Normas técnicas Olá aluno Projetar instalações elétricas de baixa tensão demanda estudo e análise de várias normas e documentos base Conhecer e compreender as finalidades desses documentos é de extrema importância pois eles o embasarão a respeito de todos os aspectos que devem ser verificados e executados em uma instalação elétrica de baixa tensão Para colocar em prática o conhecimento vamos retomar a situação do Convite ao Estudo na qual você é o responsável por instalações elétricas de baixa tensão e deve desenvolver executar e finalizar um projeto elétrico residencial Nesta primeira etapa você deverá compreender e apontar quais são as principais normas e identificar também quais são os órgãos por elas responsáveis descrevendo todas as informações na forma de um relatório Lembrese além de apontar as principais normas é essencial verificar quais são os aspectos principais descritos por cada uma delas Para facilitar sua análise você poderá classificar as normas em técnicas e reguladoras e também listar quais são as principais resoluções em relação a instalações de baixa tensão Assim quais são os principais órgãos no Brasil que regulamentam as instalações elétricas de baixa tensão As normas técnicas e regulatórias estão relacionadas a quais aspectos das instalações elétricas Se for necessário acessar as normas internacionais quais são os órgãos recomendados Para auxiliar na elaboração dessa lista de documentos base relacionados a instalações elétricas esta seção dará suporte aos temas em discussão Espero que você esteja animado Bons estudos e um ótimo trabalho Diálogo aberto U3 Projeto elétrico residencial 106 Não pode faltar Todos os projetos elétricos tanto os de baixa quanto os de alta tensão devem ser elaborados com base em normas técnicas e reguladoras e em resoluções No Brasil os documentos relacionados a normas técnicas são de responsabilidade da Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT e as normas reguladoras são desenvolvidas pelo Ministério do Trabalho e Emprego MTE A Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL é a responsável pela elaboração das resoluções tendo por função regulamentar as políticas e diretrizes relacionadas à utilização e à exploração dos serviços de energia elétrica pelos agentes do setor e pelos consumidores em geral Nesta unidade nos dedicaremos a conhecer e compreender os principais documentos desenvolvidos por estes órgãos para as instalações elétricas de baixa tensão Os procedimentos e informações necessários para a iniciação e para o desenvolvimento do projeto elétrico serão respaldados pelos documentos indicados acima Ademais serão analisados também os documentos necessários para finalização do projeto sendo eles a Anotação de Responsabilidade Técnica ART e o pedido de fornecimento de energia elétrica à concessionária responsável pelo suprimento desse serviço Iniciaremos apresentando as normas elaboradas pela ABNT Essas normas norteiam e devem ser observadas em relação aos aspectos gerais de instalações elétricas de baixa tensão Entre os principais documentos desenvolvidos pela ABNT temos Assimile As normas técnicas elaboradas pela ABNT são utilizadas principalmente para o desenvolvimento do projeto elétrico e para a sua execução Porém para realizar o pedido de fornecimento de energia elétrica à concessionária de distribuição desse serviço é necessário seguir as normas por ela fixadas analisando aspectos em relação à alimentação à entrada à medição de consumo ao comando e à proteção geral das instalações elétricas NERY 2012 U3 Projeto elétrico residencial 107 NBR 54102004 Instalações elétricas de baixa tensão procedimentos Essa norma estabelece os aspectos gerais que devem ser satisfeitos em uma instalação elétrica de baixa tensão principalmente em instalações elétricas de edificações tais como instalações residenciais comerciais industriais e de serviços a fim de proporcionar a segurança a seres humanos e animais promover o funcionamento adequado da instalação e por meio dos fatores descritos neste documento impulsionar a conservação dos bens Este documento auxilia e fornece os principais requisitos a respeito dos componentes gerais de uma instalação elétrica materiais e dispositivos elétricos dimensionamento de quadros de distribuição e elementos condutivos proteção da instalação elétrica proteção contra choques elétricos sobrecorrentes sobretensões perturbações eletromagnéticas e quedas de tensão e faltas elétricas prescrições gerais a todos os componentes da instalação elétrica requisitos complementares para instalações ou locais específicos entre outros aspectos A normativa em questão não deve ser utilizada como base para procedimentos referentes à iluminação pública redes públicas de distribuição de energia elétrica instalações de proteção contra quedas diretas de raios e instalações de cercas eletrificadas ABNT NBR 5410 2004 NBR 54192015 Proteção contra descargas atmosféricas procedimentos A norma técnica em questão é composta de quatro partes sendo a Parte 1 Princípios básicos Parte 2 Gerenciamento de risco Parte 3 Danos físicos a estruturas e perigos à vida e Parte 4 Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura ABNT NBR 5419 2015 Na primeira parte dessa NBR encontramse informações gerais sobre proteção contra descargas atmosféricas ABNT NBR 5419 2015 A segunda parte desta norma dispõe de requisitos e U3 Projeto elétrico residencial 108 procedimentos básicos para a análise e para a avaliação dos riscos em determinada estrutura elétrica ocasionados por descargas atmosféricas ABNT NBR 5419 2015 A terceira parte dessa norma estabelece aspectos e procedimentos referentes à proteção contra danos físicos e contras lesões em seres vivos relacionadas às descargas atmosféricas apresentando uma medida de proteção o sistema de proteção contra descargas atmosféricas SPDA ABNT NBR 5419 2015 Por fim na última parte dessa norma são disponibilizadas informações gerais sobre projeção instalação manutenção e ensaio de sistemas de proteção elétricos que objetivam diminuir os riscos causados à estrutura em estudo devido às descargas atmosféricas ABNT NBR 5419 2015 Com base nos aspectos apresentados em cada um desses documentos é possível embasar o projetista na determinação e na previsão da proteção contra descargas atmosféricas em instalações elétricas de baixa tensão NBR 135341995 Instalações elétricas em estabelecimentos assistenciais de saúde requisitos de segurança Esta normativa fornece informações complementares a respeito das condições mínimas requeridas em instalações elétricas de caráter assistencial de saúde tendo por objetivo garantir a segurança principalmente de pessoas Ressaltase que este documento completa requisitos e aspectos gerais fixados pela NBR 54102004 portanto as informações que não estiverem normatizadas pela NBR 135341995 devem ser analisadas e consideradas a partir da NBR 54102004 NBR 135701996 Instalações elétricas em locais de afluência de público requisitos específicos A normativa em estudo referese a procedimentos complementares para instalações elétricas em locais de afluência de público almejando garantir o funcionamento U3 Projeto elétrico residencial 109 adequado do local a segurança dos seres humanos e animais e também proporcionar aspectos fundamentais que impulsionem a conservação de bens ABNT NBR 13570 1996 A NBR 13570 como dito anteriormente tratase de um documento auxiliar que fornece informações adicionais a NBR 5410 Dessa forma devemse analisar as duas normas a fim de examinar as informações contidas em ambas sanando eventuais dúvidas NBR 146392001 Posto de serviço instalações elétricas A NBR 14639 apresenta requisitos mínimos que devem ser considerados em instalações elétricas referentes a equipamentos e dispositivos elétricos dispostos em postos de serviço Os postos de serviço são áreas classificadas de acordo com sua finalidade podendo ser áreas na qual uma atmosfera explosiva de gás está presente ou na qual é provável a sua ocorrência e áreas nas quais não é provável sua ocorrência a ponto de exigir precauções especiais Pesquise mais As normas elaboradas pela ABNT atendem aos requisitos estabelecidos no país para instalações elétricas porém se for necessária a utilização de normas internacionais recomendase a análise e pesquisa dos documentos disponibilizados pelos seguintes órgãos IEC Internacional Eletrotechnical Comission ANSI American National Standards Institute NEMA National Electrical Manufacturers Association DIN Deutsches Institut für Normung Comece sua busca pelos documentos mais importantes de cada órgão sugeridos na lista abaixo IEC 600382002 IEC standard voltages U3 Projeto elétrico residencial 110 IEC 603645512001 Electrical installations of buildings Part 551 Selection and erection of electrical equipment Common rules IEC 603645522001 Electrical installations of buildings Part 552 Selection and erection of electrical equipment Wiring systems IEC 603645542002 Electrical installations of buildings Part 554 Selection and erection of electrical equipment Earthing arrangements protective conductors and protective bonding conductors IEC 605982181993 Luminaires Part 2 Particular requirements Section 18 Luminaires for swimming pools and similar applications IEC 605982222002 Luminaires Part 222 Particular requirements Luminaires for emergency lighting Disponíveis em httpwwwiecchdynwwwfp103840 Acesso em 18 ago 2017 ANSI C783802016 American National Standard for Electric LampsHighIntensity Discharge HIDMethod of Designation ANSI Disponível em httpsshareansiorg Acesso em 18 ago 2017 NEMA FU 12012 Low Voltage Cartridge Fuses NEMA LE 52001 Procedure for Determining Luminaire Efficacy Ratings for Fluorescent Luminaires NEMA Disponível em httpswwwnemaorgStandards Acesso em 18 ago 2017 DIN Disponível em httpwwwdindeenaboutstandardsdin standards Acesso em 18 ago 2017 Após analisar os documentos bases disponibilizados pela ABNT podemos dar sequência e verificar quais são as normas estabelecidas pelo MET Esses documentos desenvolvidos pelo U3 Projeto elétrico residencial 111 MET são designados de NRs normas reguladoras Dentre as normas fundamentais que devem ser atendidas pelas instalações elétricas de baixa tensão estão NR 10 Segurança em Instalações e Serviços de Eletricidade A norma em questão fornece requisitos e condições mínimas de medidas de controle e sistemas preventivos que devem ser considerados em qualquer trabalho que envolva serviços com eletricidade Dentre os aspectos analisados na NR 10 estão a segurança em projetos fixa a obrigatoriedade de dispositivos de desligamento de circuitos em instalações elétricas a fim de garantir a preservação do trabalhador e situações de emergência estabelece procedimentos fundamentais que devem ser atendidos em instalações ou serviços com eletricidade a fim de garantir a segurança das pessoas frente a situações adversas como incêndios neste caso devese desenvolver um plano de emergência na empresa capacitar funcionários a executar o resgate e primeiros socorros a possíveis acidentados e a manusear e operar equipamentos de prevenção e combate a incêndios Esta normativa também estabelece fatores que devem ser analisados em instalações elétricas de alta tensão Esses aspectos serão apresentados e verificados na Unidade 4 NR 23 Proteção contra Incêndios A NR 23 estabelece os critérios fundamentais que devem conter em qualquer local de trabalho em relação à proteção contra incêndios e a medidas preventivas em geral NR 26 Sinalização de Segurança Esta norma estabelece os critérios gerais que devem ser considerados em locais de trabalho almejando indicar e advertir a respeito dos riscos existentes U3 Projeto elétrico residencial 112 Reflita As normas reguladoras elaboradas pelo Ministério do Trabalho e Emprego MTE dispõe de regras gerais que devem ser consideradas na execução das instalações elétricas e também no desenvolvimento do projeto elétrico promovendo medidas preventivas e incentivando o dimensionamento de equipamentos que atuem de forma eficiente gerando proteção às pessoas que circulam no local em estudo Existem ainda algumas NRs que não foram citadas como a NR 5 Comissão Interna de Prevenção de Acidentes CIPA NR 6 Equipamentos de Proteção Individual EPI NR 12 Segurança no Trabalho em máquinas e equipamentos e NR 17 Ergonomia que podem ser aplicadas a instalações elétricas tanto em projetos de baixa tensão quanto em projetos de alta tensão É importante levar em conta as peculiaridades de cada projeto a fim de estabelecer os fatores fundamentais que devem ser previstos Caro aluno já imaginou como seriam os projetos elétricos e também as medidas preventivas para situações de emergência se não existissem essas normas Ou mesmo já imaginou quais seriam as consequências da não utilização dessas normas Vamos tratar ainda sobre as resoluções estabelecidas para instalações elétricas Elas são desenvolvidas pela Agência Nacional de Energia Elétrica e estabelecem as condições gerais de fornecimento de energia elétrica no Brasil CRUZ et al 2012 Devido a sua importância é necessária a busca por essas informações e em decorrência da atualização frequente é imprescindível o acesso a essas publicações por meio do site da ANEEL Disponível em httpwwwaneelgovbr Acesso em 18 ago 2017 Dentre as várias resoluções disponíveis destacase a Resolução N 414 de 29 de setembro de 2010 Este documento estabelece as condições fundamentais para o fornecimento de energia elétrica descrevendo sucintamente os aspectos que devem ser observados e analisados Por fim podemos apresentar as informações básicas para a realização do pedido de fornecimento de energia elétrica que deverá ser feito após a finalização do projeto elétrico de baixa tensão U3 Projeto elétrico residencial 113 Esses procedimentos para solicitação de fornecimento de energia elétrica podem variar de acordo com a concessionária distribuidora desse serviço Dessa forma é importante que o profissional responsável pela instalação elétrica consulte previamente a empresa a fim de averiguar quais fatores e documentações devem ser atendidas Porém de forma geral algumas especificações são comuns sendo assim serão analisados a seguir os procedimentos definidos pela Light SESA que atende o estado do Rio de Janeiro De acordo com essa empresa é de responsabilidade do usuário apresentar à concessionária o projeto elétrico da instalação em estudo contendo os seguintes itens CREDER 2016 I Diagrama unifilar II Planta de localização III Planta baixa e cortes com detalhes dos agrupamentos de medição da proteção geral de entrada dos trajetos de linhas de dutos e circuitos de energia elétrica não medida IV Quadros de cargas V Avaliação da demanda determinação da demanda provável VI Tensão de atendimento VII Características técnicas dos equipamentos e materiais É obrigatória também a apresentação do documento denominado ART Anotação de Responsabilidade Técnica devidamente registrada e quitada junto ao CREA listando todos os serviços sob responsabilidade do projetista da instalação elétrica e os dados técnicos da instalação elétrica Em relação à distribuidora é de seu dever informar ao cliente os seguintes itens CREDER 2016 I Cópia dos padrões de ligação II Formulários padronizados III Condições estabelecidas para o atendimento IV Tensão de fornecimento U3 Projeto elétrico residencial 114 V Níveis de curtocircuito no ponto de entrega VI Valor de participação financeira a ser pago pelo consumidor quando existir Reflita Dentre os itens que devem ser entregues à concessionária distribuidora de energia elétrica está a avaliação da demanda de entrada Cada empresa estabelece critérios diferentes para o cálculo dessa demanda porém exemplificaremos o método estabelecido pela Light do Rio de Janeiro Para o cálculo da demanda são considerados os fatores de demanda e carga mínima fixados na Tabela 31 para instalações residenciais Para cargas instaladas grandes tomadas de uso específico devese considerar fator de demanda igual a 1 Vamos imaginar a seguinte situação devese prever a provável demanda de uma instalação elétrica que possui carga instalada de 2800 VA para iluminação 3000 VA para tomadas de uso geral TUGs e 15000 W para tomadas de uso específico Fonte Creder 2016 p 99 Tabela 31 Fatores de demanda para cargas de iluminação e pequenos aparelhos Tipo de carga Potência instalada VA Fator de demanda Residências Até 1000 80 De 1000 a 2000 75 De 2000 a 3000 65 De 3000 a 4000 60 De 4000 a 5000 50 De 5000 a 6000 45 De 6000 a 7000 40 De 7000 a 8000 35 De 8000 a 9000 30 De 9000 a 10000 27 Acima de 10000 24 U3 Projeto elétrico residencial 115 Para iniciar o relatório proposto pela situaçãoproblema contida no Diálogo aberto desta seção notase a importância de se conhecer primeiramente os órgãos que regulamentam as instalações elétricas de baixa tensão Podemos identificar três agentes principais responsáveis por todos os documentos base estabelecidos no país sendo eles a Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT o Ministério do Trabalho e Emprego MET e a Agência Nacional de Energia Elétrica A ABNT é responsável pela elaboração das normas técnicas para projetos elétricos de baixa tensão Dentre as principais normas estabelecidas estão NBR 54102004 Instalações elétricas de baixa tensão procedimentos NBR 54192015 Proteção contra descargas atmosféricas procedimentos Para isso é necessário verificar qual será a carga total de iluminação e TUGs sendo Cparcial 1 iluminacação TUG Cparcial 1 2800 300 5800 VA Pela Tabela 31 temos que para cargas acima de 5000 VA o fator de demanda que deve ser aplicado é de 045 Dessa forma temos que Cparcial 1 X Fdemanda 5800 x 045 2610 w Como o fator de demanda para TUEs deve ser igual a 1 temos portanto Cparcial 2 15000 w Por fim a provável demanda será de Ctotal 2610 15000 17610 w Sem medo de errar U3 Projeto elétrico residencial 116 NBR 135341995 Instalações elétricas em estabelecimentos assistenciais de saúde requisitos de segurança NBR 135701996 Instalações elétricas em locais de afluência de público requisitos específicos NBR 146392001 Posto de serviço instalações elétricas A NBR 5410 estabelece os critérios gerais que devem ser satisfeitos em uma instalação elétrica de baixa tensão Dentre os aspectos analisados estão os componentes gerais de uma instalação elétrica materiais e dispositivos elétricos dimensionamento de quadros de distribuição e elementos condutivos proteção da instalação em elétrica proteção contra choques elétricos sobrecorrentes sobretensões perturbações eletromagnéticas e quedas de tensão e faltas elétricas prescrições gerais a todos os componentes da instalação elétrica requisitos complementares para instalações ou locais específicos entre outros aspectos A NBR 13534 e a NBR 13570 são documentos complementares à NBR 5410 A NBR 13534 fornece informações sobre as condições mínimas que devem ser atendidas em estabelecimentos de saúde Já a NBR 13570 fornece procedimentos referentes a locais de afluência de público visando proporcionar segurança às pessoas que circulam nestes espaços A NBR 5419 disponibiliza dados detalhados sobre a proteção contra descargas atmosféricas e por fim a NBR 14639 estabelece os requisitos mínimos para determinação de equipamentos e dispositivos elétricos dispostos em postos de serviço O MET é o responsável pelas normas reguladoras NRs Dentre as principais NRs utilizadas em projetos elétricos estão NR 10 Segurança em Instalações e Serviços de Eletricidade NR 23 Proteção contra Incêndios NR 26 Sinalização de Segurança Já a ANEEL é o agente responsável pelas resoluções normativas que estabelecem as condições gerais de fornecimento de energia elétrica no Brasil tendo por função regulamentar as políticas e diretrizes relacionadas à utilização e à exploração dos serviços de U3 Projeto elétrico residencial 117 energia elétrica pelos agentes do setor e pelos consumidores em geral Como essas publicações estão em constante mudança e atualização é necessário o acesso para a obtenção de informações porém uma das mais importantes normas para instalações elétricas está descrita na Resolução N 414 de 29 de setembro de 2010 que estabelece as condições fundamentais para o fornecimento de energia elétrica Além de todos os documentos citados acima caso seja necessária a utilização de normas internacionais que norteiam as instalações elétricas podese analisar os procedimentos disponilizados pelos seguintes órgãos IEC Internacional Eletrotechnical Comission ANSI American National Standards Institute NEMA National Electrical Manufacturers Association e DIN Deutsches Institut für Normung Dimensionamento da provável demanda de entrada Descrição da situaçãoproblema Vamos considerar a seguinte situação você é responsável por um projeto elétrico residencial e acabou de finalizar todos os procedimentos de desenvolvimento dessa instalação elétrica incluiu diagramas unifilares plantas de localização plantas baixas quadros de cargas e listou todas as características técnicas dos equipamentos e materiais O próximo passo que você deverá executar será o dimensionamento da provável demanda utilizada nessa residência Sabendo que o local em estudo possui carga total de tomadas de uso geral TUGs de 4800 VA iluminação de 2000 VA e tomadas de uso específico TUEs de 20000 W qual seria a demanda de entrada Para auxiliar em seus cálculos utilize a Tabela 31 como referência Avançando na prática Resolução da situaçãoproblema Para dimensionar a demanda provável de entrada dessa residência é necessário primeiramente somar a carga parcial desse local referente à carga total de iluminação e TUGs Dessa forma temos U3 Projeto elétrico residencial 118 Faça valer a pena 1 A NBR 5419 Proteção contra descargas atmosféricas é composta por quatro partes a saber Parte 1 Princípios básicos Parte 2 Gerenciamento de risco Parte 3 Danos físicos a estruturas e perigos à vida e Parte 4 Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura Dentre os objetivos fixados por essa norma estão I Apresentar informações gerais sobre proteção contra descarga atmosférica II Nortear o responsável por instalações elétricas a respeito de medidas de proteção utilizando o SPDA como exemplo dessa aplicação III Disponibilizar requisitos e procedimentos básicos para análise e avaliação dos riscos em determinada estrutura elétrica IV Apresentar informações gerais sobre projeção instalação manutenção e ensaio de sistemas de proteção elétricos Analise as afirmativas I a IV e as relacione a verdadeiro V ou falso F a V V V V b V F V V c V F F V Cparcial 1 iluminação TUG Cparcial 1 2000 4800 6800 VA A Tabela 31 nos fornece informações sobre o valor utilizado para calcular o fator de demanda para iluminação e TUGs Tomando como base esse dado sabemos que para cargas acima de 6000 VA o fator de demanda que deve ser aplicado é de 040 Dessa forma temos que Cparcial 1 X Fdemanda 6800 x 040 2720 w Para cargas específicas sabemos que é necessário aplicar fator de demanda igual 1 temos então Cparcial 2 20000 w Somando as cargas obtemos a provável demanda que é de Ctotal 2720 20000 22720 w U3 Projeto elétrico residencial 119 2 Para realizar o pedido de fornecimento de energia elétrica junto à concessionária de energia elétrica vários itens devem ser entregues à empresa de energia É importante realizar uma consulta prévia para averiguar quais são as documentações que devem ser atendidas Porém de forma geral os seguintes documentos devem ser entregues pelo usuário I Diagrama unifilar II Plantas baixas III Quadros de carga IV Níveis de curtocircuito no ponto de entrega Analise os itens I a IV e os relacione a verdadeiro V ou falso F a V V V F b V V F F c V V V V d F V V V e V F V F 3 Dentre as normas estabelecidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT existe uma que dispõe sobre os aspectos gerais que devem ser estabelecidos em instalações elétricas de baixa tensão Essa norma deve ser considerada especialmente para instalações elétricas de edificações e tem por finalidade proporcionar a segurança a seres humanos e animais promover o funcionamento adequado da instalação e conservação dos bens Dentre as particularidades abordadas nesse documento está a descrição dos componentes gerais de uma instalação elétrica e o dimensionamento de quadros de distribuição e elementos condutivos entre outros itens Analisando as características descritas no textobase qual norma aborda esses aspectos a NBR 54192015 b NBR 135341995 c NBR 135701996 d NBR 54102004 e NBR 146392001 d V V V F e V V F V U3 Projeto elétrico residencial 120 Seção 32 Elementos de um projeto residencial Olá aluno Para alcançarmos nosso objetivo final que é projetar uma instalação elétrica de baixa tensão é necessário analisar as normas e regulamentações como estudado na Seção 31 e como próximo passo verificar e compreender as etapas principais que compõem o projeto elétrico Estudar esses elementos é de suma importância pois a partir deles verificaremos quais documentos devem ser desenvolvidos ao longo do projeto Para colocar em prática o conhecimento que será adquirido nesta seção vamos retomar a situação do Convite ao Estudo na qual você é o responsável por instalações elétricas de baixa tensão e deve desenvolver executar e finalizar um projeto elétrico residencial Nesta segunda etapa você deverá compreender e apontar quais são os elementos que compõem um projeto elétrico de baixa tensão descrevendo os aspectos que o constituem por meio de um relatório Entre os itens que deverão ser listados e descritos neste relatório estarão o memorial descritivo o memorial de cálculo as plantas e diagramas elétricos as especificações técnicas e o orçamento Assim como os elementos que compõem o projeto elétrico são classificados Quais as características de cada um deles Quais itens formam cada elemento principal do projeto Para auxiliar na elaboração desse relatório contendo os componentes principais e os itens que os constituem esta seção dará suporte aos temas em discussão Espero que você esteja animado Bons estudos e um ótimo trabalho Diálogo aberto U3 Projeto elétrico residencial 121 Após conhecermos e aprendermos sobre as normas técnicas regulamentadoras e as resoluções que norteiam os projetos elétricos de baixa tensão o próximo passo é identificar compreender e caracterizar os elementos que constituem um projeto com essas especificidades De forma geral um projeto de instalações elétricas de baixa tensão é composto pelos seguintes itens NISKIER et al 2013 I Memorial descritivo II Plantas ou projeto propriamente dito III Memorial de cálculo IV Especificação dos materiais e dispositivos elétricos V Orçamento O memorial descritivo é um dos documentos elaborados durante o projeto que tem por função realizar uma breve descrição das decisões tomadas e em determinados casos justificar as soluções adotadas no caso em estudo Basicamente esee memorial é formado por quatro itens sendo a Dados básicos de identificação do projeto Entre os dados básicos que devem constar nesse documento estão nome do responsável pela obra nome do cliente endereço e dimensões do local em estudo b Dados quantitativos do projeto Esses dados estão relacionados à indicação e à determinação da quantidade dos materiais utilizados na instalação elétrica em estudo de forma resumida É necessário também documentar as características técnicas dos materiais utilizados no projeto c Descrição geral do projeto Neste item deverão ser citadas de forma sucinta todas as etapas desenvolvidas no projeto e um resumo das plantas e diagramas gerados para análise dos dados elaborados d Documentação do projeto Não pode faltar U3 Projeto elétrico residencial 122 A documentação técnica do projeto referese ao conjunto de conhecimentos e normas aplicadas em determinada etapa de trabalho descritos de forma tal que possam ser utilizados para posterior consulta ou estudo Além dos itens citados acima é necessário abordar nesse documento alguns aspectos de segurança tais como 1 especificações relativas à proteção contra choques elétricos queimaduras e outros riscos adicionais 2 indicação de posição dos dispositivos de manobra dos circuitos elétricos 3 identificação minuciosa dos condutores dos circuitos elétricos equipamentos e dispositivos de manobra controle e proteção 4 restrições e advertências quanto ao acesso de pessoas aos componentes das instalações 5 precauções relativas às influências externas 6 funcionamento dos dispositivos de proteção constantes do projeto e destinados à segurança das pessoas e 7 compatibilidade entre os dispositivos de proteção e a instalação elétrica CRUZ et al 2012 A parte do projeto que diz respeito a plantas e diagramas é de suma importância pois é por meio desses itens que o projeto elétrico em si toma forma A partir desses conjuntos de plantas esquemas e diagramas são detalhados os elementos necessários à correta execução do projeto Pesquise mais Os projetos elétricos são desenvolvidos geralmente por meio de plantas e desenhos em softwares como o AutoCAD QiElétrico CADProj e PRO Elétrico Para obter mais informações sobre esses programas digitais acesse AutoCAD Disponível em httpswwwautodeskcombrproducts autocadfeatures Acesso em 19 ago 2017 QiElétrico Disponível em httpwwwaltoqicombrsoftwareqibuilder projetodeinstalacaoeletricaqieletrico Acesso em 19 ago 2017 CADProj Disponível em httpwwwhighlightoficialcomcaddproj eletrica Acesso em 19 ago 2017 PROElétrico Disponível em httpwwwmultipluscomsoftware projetoseletricosproeletricamoduloserecursosasp Acesso em 19 ago 2017 U3 Projeto elétrico residencial 123 De acordo com o projeto as plantas os detalhes e as simbologias são desenvolvidos e requeridos porém de forma geral em instalações elétricas de baixa tensão devem conter os seguintes elementos GOMES 2011 a Desenho dos pontos de utilização b Localização dos quadros de distribuição de luz e dos quadros de força c Divisão das cargas em circuitos terminais d Desenho das tubulações dos circuitos terminais e Traçado da fiação dos circuitos terminais f Localização das caixas de passagem e dos pavimentos e prumadas g Localização do quadro geral de baixa tensão dos centros de medidores da caixa seccionadora do ramal alimentador e do ponto de entrega h Desenho das tubulações dos circuitos alimentadores i Desenho do esquema vertical prumada Esses desenhos devem conter todos os quadros elétricos caixas de passagem trechos de eletrodutos e circuitos indicados na prumada elétrica devendo ser replicados na planta baixa para determinar a posição física de cada elemento FILHO 2011 j Traçado da fiação dos circuitos alimentadores A Figura 31 exemplifica um diagrama unifilar de um projeto residencial contendo os desenhos dos pontos de utilização a localização do quadro de distribuição a divisão das cargas em circuitos terminais o desenho das tubulações e os traçados da fiação dos circuitos terminais U3 Projeto elétrico residencial 124 Fonte Creder 2016 p 55 Fonte Creder 2016 p 55 Figura 31 Diagrama unifilar de um projeto residencial Figura 32 Diagrama trifilar de um projeto residencial A Figura 32 em contrapartida exemplifica o mesmo projeto residencial porém o esquema utilizado para esta representação é um diagrama trifilar U3 Projeto elétrico residencial 125 O próximo item que compõe o projeto elétrico é o memorial de cálculo Nesse documento são apresentados os cálculos e dimensionamentos do projeto elétrico Dessa forma esse memorial deve ser composto por alguns elementos seguindo as devidas especificações a saber a Cálculos de previsões de carga A previsão de carga dividese em alguns subitens tais como iluminação pontos de tomada de uso geral e pontos de tomadas de uso específico É importante dimensionar as cargas corretamente pois as próximas etapas do projeto serão baseadas nessa fase Reflita O diagrama elétrico é o elemento mais importante de um projeto elétrico pois a partir deste é possível representar todos os condutores detalhar as posições dos eletrodutos identificar as posições dos pontos de iluminação e tomadas entre outros Caro aluno entender as características do diagrama elétrico é essencial pois a interpretação correta é primordial para o bom andamento das instalações elétricas no local em estudo Já imaginou os prejuízos que podem ser causados se profissionais despreparados analisam esse documento e o executam de forma incorreta Exemplificando Como estudado na Unidade 1 a previsão de carga deve ser dividida em cargas de iluminação cargas de tomadas de uso geral e cargas de tomada de uso específico Para exemplificarmos como são realizadas essas previsões e dimensionamentos verificaremos as normas que devem ser seguidas sendo Para a iluminação devese estabelecer pelo menos um ponto de luz fixo no teto em cada cômodo ou dependência e para U3 Projeto elétrico residencial 126 áreas maiores que 6m2 é necessária a previsão de uma potência mínima de 100 VA para os primeiros 6m2 acrescido de 60 VA para cada aumento de 4m2 inteiros regra válida para locais de habitação ABNT NBR 5410 2004 Para as tomadas de uso geral TUGs cada área tem uma potência mínima definida Nos banheiros devese prever pelo menos um ponto de tomada potência mínima de 600 VA Para cozinhas copas áreas de serviço e locais similares devese prever uma tomada a cada 35 m ou fração de perímetro sendo que os três primeiros pontos de tomada devem ter potência mínima de 600 VA e os restantes de 100 VA E para salas e dormitórios é necessária a previsão de pelo menos um ponto de tomada a cada 5 m ou fração de 100 VA por ponto valor mínimo ABNT NBR 5410 2004 Para as tomadas de uso específico TUEs devese prever a carga total demandada pelos equipamentos de uso específico ABNT NBR 5410 2004 Estes são equipamentos fixos como por exemplo chuveiros máquina de lavar ar condicionado torneira elétrica enfim aparelhos que possuam corrente superior a 10 A Vamos considerar então a seguinte situação é necessário prever a carga de iluminação e tomadas de uso geral TUGs para um dos cômodos de determinada residência A previsão será realizada para a cozinha que possui metragem de 4x3 m Com base nos dados acima sabemos que este ambiente deve possuir Portanto a carga total de iluminação é de 160 VA e de TUGs é de 1900 VA Fonte elaborada pelo autor Tabela 32 Previsão de iluminação e tomadas de uso geral Dependência Dimensões Quantidade mínima Perímetro m Área m2 Iluminação TUGs Cozinha 14 12 160 VA 3 x 600 VA 1 X 100 VA U3 Projeto elétrico residencial 127 Após prever a carga total é possível dimensionar os quadros de distribuição QDs por meio do método baricentro É importante lembrar que os QDs devem ser dimensionados considerando se circuitos reservas para posteriores ampliações nas instalações elétricas De acordo com a NBR 54102004 devese seguir as seguintes recomendações 1 para QDs que possuam até 06 circuitos efetivamente devem ser previstos 02 circuitos reserva 2 para QDs que possuam de 07 a 12 circuitos efetivamente devem ser previstos 03 circuitos reservas 3 para QDs que possuam de 13 a 30 circuitos efetivamente devem ser previstos 04 circuitos reservas e 4 para QDs que possuam mais que 30 circuitos efetivamente devem ser previstos 015xN circuitos reservas b Determinação da provável demanda A determinação da provável demanda é feita a partir dos fatores de demanda fixados pela concessionária distribuidora de energia elétrica e pela previsão de carga do local em estudo Como enfatizado na Seção 31 é importante analisar os parâmetros utilizados por cada distribuidora pois cada empresa pode estabelecer critérios diferentes para o cálculo desta demanda c Dimensionamento de condutores O dimensionamento dos condutores elétricos deve ser realizado por dois métodos distintos o método da capacidade de condução de corrente e o método de queda de tensão É necessário também aplicar o critério da seção mínima regra geral estabelecida pela NBR 54102004 os detalhes sobre esses métodos podem ser obtidos na Unidade 1 Seção 13 Para instalações elétricas que possuam pequenas cargas podese utilizar o método da queda de tensão simplificado método Wattsmetro d Dimensionamento de eletroduto Para o dimensionamento dos eletrodutos é necessário primeiramente verificar se os mesmos possuem seções nominais iguais ou não No caso das seções nominais serem iguais podese determinar o diâmetro nominal dos eletrodutos por meio de tabelas U3 Projeto elétrico residencial 128 específicas fornecidas pelos fabricantes Já para eletrodutos que possuam seções nominais diferentes é necessário calcular a área útil e após esse passo analisar as tabelas disponibilizadas pelos fabricantes os detalhes sobre esses dimensionamentos podem ser obtidos na Unidade 2 Seção 21 e Dimensionamento de dispositivos de proteção O último dimensionamento que deve conter nesse memorial se refere aos dispositivos de proteção É necessário verificar quais dispositivos serão utilizados fusíveis disjuntores dispositivos diferenciaisresiduais e dimensionálos conforme suas especificações técnicas e necessidades da instalação elétrica em questão Por fim os últimos elementos que devem fazer parte dos projetos elétricos de baixa tensão são as especificações técnicas e o orçamento As especificações técnicas devem dispor de dados detalhados dos tipos de materiais e dispositivos empregados chegando ao nível de especificação do fabricante do produto Devem ser identificados também materiais similares que disponham das mesmas características É importante listar todos os materiais que serão utilizados na execução do projeto definindo a quantidade exata e as devidas características e especificações do produto Em relação ao orçamento é necessário após a listagem dos materiais e dispositivos a serem utilizados verificar alguns itens tais como NISKIER 2014 a Custo do material b Custo da mão de obra Assimile É necessário documentar todos os cálculos feitos na instalação elétrica pois posteriormente este memorial de cálculo deverá ser apresentado à concessionária distribuidora de energia para o pedido de fornecimento de energia elétrica U3 Projeto elétrico residencial 129 Para iniciar o relatório proposto pela situaçãoproblema contida no Diálogo aberto desta seção notase a importância de se conhecer os principais elementos que compõem os projetos de instalações elétricas de baixa tensão Podemos identificar cinco elementos principais sendo eles a Memorial descritivo Neste item devem ser considerados os gastos com os profissionais efetivos eletricistas e com os serviços parciais caso ocorram c Custos relacionados a leis sociais e encargos trabalhistas d Margem de risco disponibilizada para eventuais materiais extras e mão de obra extra e Impostos e taxas estaduais e municipais f Passagens para condução de operários e transporte de material para a obra g Despesas referentes ao próprio projeto É importante enfatizar que podem ocorrer modificações no projeto requeridas pela concessionária distribuidora de energia elétrica e estas devem ser contabilizados no orçamento final do projeto h Despesas indiretas utilizando por exemplo como despachante cópias fotocópias etc i Lucro ou taxa de honorários profissionais Esse valor está relacionado a uma porcentagem sobre o custo orçado variável segundo o volume de serviços o valor do contrato a pressão de competição e o interesse em realizar a obra O valor final do projeto elétrico de baixa tensão é a soma de todos os itens listados acima É importante listar todos os custos que esse projeto envolve pois muitas vezes levamos em conta apenas o valor do projeto em si e dos materiais a serem utilizados Sem medo de errar U3 Projeto elétrico residencial 130 b Plantas ou projeto propriamente dito c Memorial de cálculo d Especificações dos materiais e dispositivos elétricos e Orçamento O primeiro elemento indicado o memorial descritivo referese a uma breve descrição das decisões e soluções tomadas no projeto que poderão ser utilizadas em sua posterior execução Dentre os itens que compõem esse memorial estão dados básicos de identificação do projeto dados quantitativos descrição geral e documentação do projeto O próximo elemento elencado está relacionado às plantas ou diagramas elétricos É importante que esses desenhos diagramas e esquemas sejam feitos corretamente pois é a partir deles que o projeto elétrico toma forma Eles são os responsáveis pela base do projeto embasando o projetista quanto à execução correta detalhando todas as partes constituintes da instalação elétrica Em linhas gerais o projeto arquitetônico de uma instalação elétrica de baixa tensão deve conter 1 Desenho dos pontos de utilização 2 Localização dos quadros de distribuição de luz e dos quadros de força 3 Divisão das cargas em circuitos terminais 4 Desenho das tubulações dos circuitos terminais 5 Traçado da fiação dos circuitos terminais 6 Localização das caixas de passagem dos pavimentos e prumadas 7 Localização do quadro geral de baixa tensão dos centros de medidores da caixa seccionadora do ramal alimentador e do ponto de entrega desenho das tubulações dos circuitos alimentadores U3 Projeto elétrico residencial 131 8 Desenho do esquema vertical prumada 9 Traçado da fiação dos circuitos alimentadores O memorial de cálculo terceiro elemento indicado apresenta todos os cálculos e dimensionamentos essenciais para a execução de um projeto elétrico Nesse documento devem conter os seguintes cálculos previsão de carga provável demanda de carga determinação dos condutores determinação dos eletrodutos e determinação dos dispositivos de proteção Por fim os últimos elementos que compõem o projeto elétrico são as especificações técnicas e o orçamento Em relação às especificações é necessário detalhar as características e a quantidade de materiais e dispositivos a serem utilizados nas instalações elétricas É importante identificar materiais similares também que contenham as mesmas propriedades E para o detalhamento do orçamento devem ser analisados vários aspectos além do custo do projeto em si e dos materiais utilizados Devemos levar em conta também o custo de mão de obra de eletricistas os custos relacionados a leis sociais e encargos trabalhistas impostos e taxas estaduais e municipais considerar uma margem de risco despesas indiretas cópias despachantes etc e honorários de profissionais especializados Previsão de carga Descrição da situaçãoproblema Um dos elementos que compõem o projeto elétrico é o memorial de cálculo O primeiro item que deve conter nesse documento são as previsões de carga tanto de iluminação e de tomadas de uso geral TUGs quanto de tomadas de uso específico TUEs É importante determinar corretamente esses dados pois serão utilizados nos próximos dimensionamentos feitos nas instalações elétricas Avançando na prática U3 Projeto elétrico residencial 132 Resolução da situaçãoproblema Com base no embasamento teórico desta seção podemos montar a seguinte previsão de iluminação e de tomadas de uso geral vista na Tabela 33 como determinação de divisão de circuitos dimensionamento de condutores elétricos e eletroduto Diante desse contexto vamos imaginar a seguinte situação é necessário prever a carga de iluminação e de tomadas de uso geral TUGs de uma residência que possui a seguinte metragem em cada ambiente Sala de estar 5 4 m Quarto 1 4 3 m Quarto 2 5 4 m Banheiro 2 3 m Cozinha 5 4 m Qual seria a carga prevista para esses cômodos Portanto a carga prevista total para iluminação é de 980 VA e para tomadas de uso geral é de 3800 VA Fonte elaborada pelo autor Tabela 33 Previsão de iluminação e tomadas de uso geral Dependência Dimensões Quantidade mínima Perímetro m Área m2 Iluminação TUGs Sala de estar 18 20 280 VA 4 100 VA Quarto 1 14 12 160 VA 3 100 VA Quarto 2 18 20 280 VA 4 100 VA Banheiro 10 6 100 VA 1 600 VA Cozinha 18 20 160 VA 3 600 VA 3 100 VA U3 Projeto elétrico residencial 133 Faça valer a pena 1 Analise as características abaixo e as relacione aos elementos I a IV São listados todos os itens que podem gerar custo ao projeto elétrico Por meio desse elemento são detalhados todos os itens necessários à correta execução do projeto elétrico por meio de diagramas e esquemas Tem por função realizar uma breve descrição das decisões e soluções tomadas no projeto elétrico São detalhados os cálculos e o dimensionamentos das instalações elétricas I Memorial descritivo II Memorial de cálculo III Plantas ou projeto propriamente dito IV Orçamento Relacione os itens I a IV às características descritas acima e assinale a alternativa que apresenta a ordem correta a IV II III I b IV I II III c IV II I III d IV III II I e IV III I II 2 OA além de fornecer os dados básicos do projeto dados quantitativos descrição geral e documentação do projeto deve também dispor de informações a respeito da segurança nas instalações elétricas Preencha corretamente a lacuna a Diagrama elétrico b Memorial de cálculo c Memorial descritivo d Planta baixa e Especificação técnica 3 Para a elaboração de plantas desenhos e esquemas elétricos utilizam se normalmente softwares para auxiliar no desenvolvimento do trabalho U3 Projeto elétrico residencial 134 Dentre os softwares listados qual é o mais utilizado em projetos elétricos a AutoCAD b Matlab c GAMS d Scilab e Proteus U3 Projeto elétrico residencial 135 Seção 33 Elaboração de projeto elétrico residencial Olá aluno Para alcançarmos nosso objetivo de projetar uma instalação elétrica de baixa tensão é necessário identificar analisar e compreender todas as etapas que compõem esse projeto Estudar esses elementos é imprescindível pois a partir do detalhamento de todas as etapas saberemos o que precisamos determinar e também quais documentos devem ser gerados ao fim de cada fase Para colocar em prática o conhecimento que será adquirido nesta seção vamos retomar a situação do Convite ao Estudo na qual você é o responsável por instalações elétricas de baixa tensão e deve desenvolver executar e finalizar um projeto elétrico residencial Nesta última seção você deverá compreender e identificar todas as etapas principais que constituem o projeto final descrevendo detalhadamente cada fase que deverá ser realizada Dentre os elementos que deverão ser listados e descritos estarão determinação de informações preliminares determinação do padrão de atendimento quantificação da instalação seleção e dimensionamento de componentes especificações técnicas e listagem dos equipamentos Assim quais são as principais etapas que constituem um projeto elétrico de baixa tensão Quais aspectos são considerados em cada fase do projeto Ao final de cada etapa quais dados devem ser obtidos Para auxiliar na elaboração desse relatório contendo o roteiro com as principais etapas e itens que constituem um projeto elétrico de baixa tensão esta seção dará suporte aos temas em discussão Espero que você esteja animado Bons estudos e um ótimo trabalho Diálogo aberto U3 Projeto elétrico residencial 136 Não pode faltar Após conhecermos e aprendermos as principais normas que norteiam os projetos elétricos de baixa tensão e também termos identificado compreendido e caracterizado os componentes que constituem um projeto elétrico podemos partir para o último passo a identificação de todas as etapas do projeto verificando as características e aspectos que devem ser analisados em cada parte do processo A seguir analisaremos todas as etapas de um projeto elétrico englobando os aspectos relativos à iniciação ao desenvolvimento à elaboração e à finalização Os processos estão divididos em cinco aspectos básicos a saber TAMIETTI 2009 1 Análise inicia 2 Determinação do padrão de atendimento 3 Quantificação da instalação 4 Seleção e dimensionamento dos componentes 5 Especificações técnicas e listagem dos equipamentos 1 Análise inicial do projeto A primeira etapa do projeto elétrico de baixa tensão corresponde à obtenção de informações preliminares sobre o local de estudo Dentre os elementos que devem ser analisados nessa fase estão o projeto arquitetônico fornece informações sobre dimensões do local inclusive o pé direito através de plantas cortes detalhes e fachadas planta de situação fornece informações sobre a rede de energia elétrica da distribuidora local e cronograma FILHO 2011 Assimile É importante enfatizar que todas as etapas de um projeto elétrico devem ser realizadas corretamente para assegurar o fornecimento de energia elétrica desde a fonte alimentadora até os pontos de utilização de forma segura e efetiva U3 Projeto elétrico residencial 137 Ademais é necessário verificar junto ao proprietário ou aos responsáveis as peculiaridades dessa instalação como a localização preferencial dos pontos de utilização de energia previsão e determinação de aparelhos de uso específico por exemplo quantidade de condicionadores de ar eou aquecedores determinação das preferências quanto a materiais e equipamentos elétricos em geral previsão de aumento de carga em determinado período entre outros aspectos FILHO 2011 Finalizando essa etapa devese obter os seguintes resultados TAMIETTI 2009 I Determinação das limitações físicas da instalação elétrica IIDeterminação dos equipamentos de uso específico previstos prévia IIIDeterminação das características elétricas dos equipamentos de uso específico previstos IV Identificação das linhas elétricas disponíveis V Estimativa preliminar da potência instalada VI Determinação da localização preferencial de entrada de energia elétrica 2 Quantificação da instalação A próxima etapa do projeto referese à quantificação da instalação elétrica Nessa fase é necessário realizar um levantamento da previsão de cargas do projeto determinando todas as potências que devem ser instaladas no local em análise Portanto de posse dos dados iniciais coletados na primeira etapa do projeto e também aplicando as normas técnicas assunto abordado na Seção 31 devese determinar os seguintes componentes I Previsão de tomadas de uso geral II Previsão de tomadas de uso específico III Previsão de iluminação U3 Projeto elétrico residencial 138 É importante destacar que o caso ideal seria prever todos os pontos de utilização de energia elétrica conhecendoos porém nem sempre os responsáveis eou proprietários da obra possuem essa informação Nesse contexto é necessário estimar quais equipamentos deverão ser utilizados comparando o projeto em questão com outros similares Ao final dessa etapa será possível obter os seguintes aspectos TAMIETTI 2009 I Determinação do projeto de iluminação e marcação dos pontos de luz em planta II Determinação das tomadas de uso geral e das tomadas de uso específico em todas as áreas da instalação elétrica em questão e marcação de todos os pontos em planta III Determinação da localização do centro de carga na instalação elétrica podendo prever o local de instalação do quadro de cargas IV Determinação da potência instalada V Determinação de tensões de distribuição e utilização 3 Fornecimento de energia normal A etapa seguinte do projeto compreende a determinação das condições em que a instalação em estudo será atendida com Reflita Caro aluno já imaginou quais problemas podem ser causados por um projeto elétrico mal dimensionado Reflita sobre como a falta de um projeto elétrico bem elaborado pode causar vários transtornos nas instalações como retrabalho no local queima de diversos componentes por má dimensionamento iluminação inadequada falta de pontos de tomada curtocircuitos e sobrecargas aumento de custo de execução entre outros Dessa forma analisar todos os requisitos do projeto e executálos de forma correta e coerente é essencial U3 Projeto elétrico residencial 139 energia elétrica pela distribuidora de energia elétrica local para instalações de baixa tensão É preciso entrar em contato com a distribuidora e verificar quais aspectos são considerados para o pedido de fornecimento de energia porém de modo geral é necessário determinar os seguintes itens TAMIETTI 2009 I Determinar a provável demanda assunto discutido na Seção 31 II Identificar as modalidades e tensões de fornecimento III Determinar a categoria de atendimento do consumidor IV Determinar o ponto de entrega e a localização da entrada de energia elétrica V Determinar o nível de curtocircuito no ponto de entrega VI Determinar o esquema de aterramento a ser utilizado Pesquise mais Para verificar e identificar quais aspectos devem ser considerados para realizar o pedido de fornecimento de energia elétrica é necessário acessar as normas estabelecidas pela distribuidora local Para saber mais sobre o assunto acesse o site da distribuidora de seu estado e busque pela sua norma Abaixo estão listados links para normas de algumas das maiores distribuidoras do país AESEletropaulo Disponível em httpswwwaeseletropaulocombr padroesenormastecnicasmanuaisnormastecnicasedeseguranca LIG20MT202011LIGMT2011VACpdf Acesso em 18 ago 2017 CEMIG Disponível em httpwwwcemigcombrptbratendimento ClientesPaginasnormastecnicas3aspx Acesso em 18 ago 2017 COPEL Disponível em httpwwwcopelcomhpcopelrootnivel2jsp endereco2Fhpcopel2Fnormas2Fpagcopel2nsf2Fverdocatal2F0 561E454DB1C6DEB03257505004EF73F Acesso em 18 ago 2017 CPFL Disponível em httpswwwcpflcombratendimentoa consumidoresorientacoestecnicaspublicacoestecnicasPaginas normastecnicasaspx Acesso em 18 ago 2017 U3 Projeto elétrico residencial 140 ELETROBRAS Disponível em httpwwweletrobraspiauicomwp contentuploads201606NDEE02FornecimentoEnergiaemBT EdificaC3A7C3B5esIndividuais1pdf Acesseo em 18 ago 2017 LIGHT Disponível em httpwwwlightcombrRepositorioRecon RECONBTNOVEMBRO2016pdf Acesso em 18 ago 2017 4 Seleção e dimensionamento dos componentes Nessa etapa do projeto devese dimensionar e determinar todos os componentes que deverão ser utilizados na instalação elétrica Dentre os itens que devem estar listados e devidamente calculados estão I Dimensionamento da entrada de serviço A entrada de serviço de uma instalação elétrica é dimensionada com base nas demandas máximas previstas kVA nesta unidade Cada distribuidora dispõe de uma tabela padronizada para esse dimensionamento na Tabela 34 apresentaremos um exemplo de dados fornecidos pela Companhia Paranaense de Energia Copel Condutores e Eletrodutos Demanda Max Prevista kVA Corrente Sec Max A Ramal de Ligação Ramal de Entrada Ramal Alimentador QDG Aterramento Fase Neutro Eletroduto Interno FaseNeutro Eletrod Interno mm Cond de cobre mm² Eletrod PVC nominal Disj de Proteção A Cobre mm² Alumínio AWG Cobre mm² Alumínio AWG MCM Poste Solo Cobre mm² 15 40 10 6 10 6 33 33 10 33 10 20 40 26 70 16 4 2516 2 50 50 2516 50 16 20 70 38 100 25 2 3525 10 59 50 3525 50 16 20 100 48 125 35 2 5035 30 62 62 5035 62 25 20 125 57 150 50 10 7050 250 62 62 7050 62 35 20 150 67 175 70 20 9570 300 78 78 9570 78 50 20 175 75 200 70 20 9570 350 78 78 9570 78 50 20 200 1125 295 2x40 125 Nota 5 2x100 2x1202x70 91 50 20 300 150 394 2x350 125 Nota 5 2x100 2x1502x95 125 70 25 400 225 590 3x350 2x125 Nota 5 3x100 3x1853x70 2x125 95 25 600 300 787 4x450 2x125 Nota 5 4x100 4x1854x70 2x125 95 25 800 500 1315 4x450 4x4004x150 4x125 95 1400 Fonte Filho 2011 p 114 Tabela 34 Dimensionamento das Entradas de Serviço de Edifícios de Uso Coletivo Copel U3 Projeto elétrico residencial 141 II Dimensionamento dos condutores Os aspectos referentes a esse tema foram discutidos na Seção 13 o dimensionando desses dispositivos deve ser feito por dois métodos método de queda de tensão e capacidade de condução de corrente Devendo ser aplicado também o critério da seção mínima regra estipulada pela Norma NBR 54102004 III Dimensionamento das tubulações IV Dimensionamento dos quadros de distribuição A descrição detalhada desse dimensionamento encontrase na Seção 21 podendo ser determinado o local de instalação desse quadro a partir de um método denominado baricentro V Dimensionamento dos dispositivos de proteção Exemplificando Para exemplificar o dimensionamento de uma entrada de serviço de um prédio vamos analisar os dados da Tabela 34 e prever os valores dos equipamentos desse edifício sabendo que possui demanda máxima prevista de 145 kVA Analisando os dados fornecidos pela Copel sabemos que Demanda Máxima 145 kVA Ramal de entrada 2x350 MCM Alumínio Eletroduto no Poste 125 mm Eletroduto no Solo 2x100 mm Alimentador do QDG 2x150 2x95 mm² cobre por fase Eletroduto interno 125 mm Aterramento 70 mm² cobre Eletroduto de PVC nominal aterramento 25 mm Disjuntor de Proteção Geral 400 A U3 Projeto elétrico residencial 142 O detalhamento do dimensionamento desses componentes foi feito na Seção 22 devendo ser analisadas as características de fusíveis disjuntores dispositivos de proteção diferencialresidual e as peculiaridades da instalação elétrica em questão VI Dimensionamento dos aterramentos O sistema de aterramento de uma instalação elétrica pode ser classificado em três tipos aterramento funcional ligação à terra de um dos condutores do sistema aterramento de proteção ligação à terra das massas e dos elementos condutores estranhos à instalação e aterramento de trabalho torna possível ações de manutenção sobre partes da instalação normalmente sob tensão CREDER 2016 Nas instalações de baixa tensão os aterramentos devem prever em geral condutores de proteção condutores de ligação equipotencial e de aterramento e eletroduto de aterramento Para classificar os esquemas de aterramento devese identificálos por meio de um código de letras na forma XYZ sendo que CREDER 2016 X referese à situação da alimentação em relação à terra podendo ser T sistema diretamente aterrado ou I sistema isolado ou aterrado por impedância Y referese à situação das massas da instalação com relação à terra podendo ser T massas diretamente aterradas ou N massas ligadas ao ponto de alimentação Z referese à disposição dos condutores neutros e de proteção podendo ser S condutores neutro e de proteção separados ou C condutores neutro e de proteção combinados em um único condutor A Figura 33 exemplifica um tipo de aterramento de proteção U3 Projeto elétrico residencial 143 VII Cálculos de curtocircuito VIII Validação da coordenação seletiva das proteções Ao final dessa etapa os seguintes documentos deverão ser obtidos a saber TAMIETTI 2009 I Esquemas unifilares e trifilares II Desenhos de iluminação III Desenhos de força IV Desenhos de aterramento V Memorial de cálculo VI Memorial descritivo 5 Especificações técnicas e listagem dos equipamentos Essa é uma das últimas etapas que devem ser feitas no projeto e é de suma importância pois é a partir dela que todos os detalhes e especificações dos materiais e dispositivos elétricos serão descritos É necessário gerar ao fim desta etapa todas as especificações técnicas dos componentes uma lista ou relação de quantidade dos componentes que deverão ser utilizados É importante citar produtos similares com a mesma qualidade para que o consumidor tenha opções em sua escolha Fonte Creder 2016 p 135 Figura 33 Aterramento de proteção do tipo TNCS condutor neutro e neutro combinados em um único condutor em uma parte do sistema U3 Projeto elétrico residencial 144 Por fim podese exemplificar de forma geral os processos desenvolvidos para a elaboração de um projeto elétrico como mostra a Figura 34 Para iniciar o relatório proposto pela situaçãoproblema contida no Diálogo aberto desta seção um roteiro geral para a elaboração de um projeto elétrico de baixa tensão é necessário identificar e apresentar as principais características de cada etapa Primeiramente é importante destacar as cinco principais etapas a serem cumpridas sendo análise inicial determinação do padrão de atendimento quantificação da instalação seleção e dimensionamento dos componentes especificações técnicas e listagem dos equipamentos Fonte adaptada de Filho 2011 p 30 Figura 34 Fluxograma de elaboração de um projeto elétrico Sem medo de errar Início Início Início Contatos preliminares Solicitações do Cliente Anteprojeto Aprovação do cliente Aprovação do cliente Aprovação da concessionária Projeto Revisão Revisão Sim Sim Sim Fim Não Não U3 Projeto elétrico residencial 145 A fase inicial do projeto a análise preliminar das informações deve apontar os principais dados que devem ser coletados antes de iniciar o projeto propriamente dito Dentre os elementos que devem constar estão o projeto arquitetônico a planta situação o cronograma de projeto e as especificações pessoais do proprietário ou responsável pela instalação em estudo Finalizando essa fase devese obter a determinação das limitações físicas da instalação elétrica dos equipamentos de uso geral e específico preliminar e da potência instalada preliminar A segunda fase do projeto referese à quantificação da instalação elétrica Nessa etapa deverão ser previstas e determinadas as tomadas de uso geral e específico e as cargas de iluminação Ao final dessa etapa deverá ser obtido o projeto de iluminação determinada a potência instalada total e os pontos de utilização em geral tomadas de uso geral e específico A próxima etapa do projeto compreende a determinação do padrão de atendimento da distribuidora local Para essa etapa é necessário analisar as normas técnicas elaboradas pela distribuidora e verificar quais dados devem ser entregues a ela De maneira geral devese apontar e verificar a provável demanda modalidade e tensões de fornecimento categoria de atendimento nível de curtocircuito e esquemas de aterramento A etapa quatro desse projeto referese ao dimensionamento e à seleção de componentes Nessa etapa devese dimensionar a entrada de serviço os condutores as tubulações os dispositivos de proteção os aterramentos calcular o curtocircuito e validar a coordenação seletiva das proteções Finalizando essa penúltima fase serão obtidos os esquemas unifilares e trifilares os desenhos de iluminação a força e o aterramento o memorial de cálculo e o memorial descritivo Por fim a última etapa do projeto lista e especifica os equipamentos necessários para a execução da obra devendo ser caracterizados e especificados de maneira correta para atender de forma segura e precisa as instalações em questão U3 Projeto elétrico residencial 146 Resolução da situaçãoproblema Para o dimensionamento do ramal alimentador deste apartamento é necessário analisar os dados fornecidos pela Copel disponíveis na Tabela 35 A partir desses dados podemos determinar os seguintes itens Demanda Máxima 45 kVA Dimensionamento de entrada de serviço Descrição da situaçãoproblema Vamos imaginar a seguinte situação é necessário dimensionar o ramal alimentador de uma unidade consumidora um apartamento e em seguida dimensionar a entrada de serviços do edifício em análise Como dados bases verificaremos as informações disponíveis na Tabela 34 dimensionamento de entrada de serviço e na Tabela 35 dimensionamento do ramal alimentador A demanda máxima prevista no apartamento é de 45 kVA e no edifício de 170 kVA Analise os dados e dimensione corretamente os equipamentos que compõem o ramal alimentador e a entrada de serviços Avançando na prática Fonte Filho 2011 p 113 Tabela 35 Dimensionamento do Ramal Alimentador de Unidades Consumidoras de Edifícios de Uso Coletivo Copel Parte da Tabela Limitações e Dimensionamento para Unidades Consumidoras Atendimento Dimensionamento Limitações Categoria Demanda Máxima Prevista kVA Disjuntor A N de fases Ramal alimentador Capacidade Máxima em aparelhos de arcondicionado cv Capacidade Máxima em aparelhos de Raio X kVA Condutor cobre mm² Eletroduto interno mm FN FF Trifá sico FN FF Trifá sico 41 38 100 3 3525 50 3 10 25 65 1 20 42 48 125 3 5035 50 75 125 30 65 10 20 43 57 150 3 7050 62 75 125 40 65 20 32 44 67 175 3 9550 78 75 125 50 65 20 32 45 76 200 3 9550 78 75 125 50 65 20 50 U3 Projeto elétrico residencial 147 Categoria 42 Disjuntor de Proteção Geral 125 A Ramal Alimentador 5035 mm² Eletroduto 50 mm Para o dimensionamento da entrada de serviço desse edifício é necessário analisar os dados fornecidos pela Copel disponível na Tabela 34 Dessa forma temos que Demanda Máxima 170 kVA Ramal de entrada 3 x 350 MCM Alumínio Eletroduto no Poste 2 x 125 mm Eletroduto no Solo 3 x 100 mm Alimentador do QDG 3 x 185 2 x 95 mm² cobre por fase Eletroduto interno 2 x 125 mm Aterramento 70 mm² cobre Disjuntor de Proteção Geral 600 A Faça valer a pena 1 O sistema de aterramento deve ser classificado de acordo com a situação da alimentação e das massas com relação à terra Para classificálos um código de letras é utilizado na forma XYZ sendo que X referese à situação da alimentação em relação à terra podendo ser T sistema diretamente aterrado ou I sistema isolado ou aterrado por impedância Y referese à situação das massas da instalação com relação à terra podendo ser T massas diretamente aterradas ou N massas ligadas ao ponto de alimento Z referese à disposição dos condutores neutros e de proteção podendo ser S condutores neutro e de proteção separados ou C condutores neutro e de proteção combinados em um único condutor Sabendo disso analise a Figura 35 e verifique em qual padrão ela se encaixa U3 Projeto elétrico residencial 148 Fonte Creder 2016 p135 Figura 35 Esquema de aterramento Com base no prétexto e na Figura 35 em análise verifique em qual tipo de aterramento se enquadra o sistema em questão a TNS b TTS c ITS d ITC e TNC 2 Sobre os sistemas de aterramento podemos classificálos em I Aterramento funcional consiste na ligação à terra das massas e dos elementos condutores estranhos à instalação II Aterramento de proteção consiste na ligação à terra dos condutores do sistema III Aterramento de trabalho torna possível ações de manutenção sobre partes da instalação normalmente sob tensão Analise as afirmativas I a III e verifique quais estão corretas a Apenas I b Apenas I e II c As afirmativas I II e III estão corretas d Apenas III e Apenas II 3 Para análise do padrão de fornecimento de energia elétrica pela distribuidora local em geral alguns itens são considerados sendo eles I Determinação da provável demanda II Determinação da categoria de atendimento do consumidor U3 Projeto elétrico residencial 149 III Determinação do ponto de entrega e localização da entrega de energia elétrica IV Determinação do nível de curtocircuito no ponto de entrega A respeito das afirmativas I a IV classifiqueas em verdadeiras V ou falsas F a V V F V b V F F V c F V V V d F V F V e V V V V U3 Projeto elétrico residencial 150 Referências ABNT Associação Brasileira De Normas Técnicas NBR 5410 Instalações Elétricas de Baixa Tensão Rio de Janeiro ABNT 2004 NBR 5419 Proteção contra descargas atmosféricas procedimentos Rio de Janeiro ABNT 2015 NBR 13534 Instalações elétricas em estabelecimentos assistenciais de saúde requisitos de segurança Rio de Janeiro ABNT 1995 NBR 13570 Instalações elétricas em locais de afluência de público requisitos específicos Rio de Janeiro ABNT 1996 NBR 14639 Posto de serviço instalações elétricas Rio de Janeiro ABNT 2001 CREDER Hélio Instalações Elétricas 16 ed Rio de Janeiro LTC 2016 CRUZ Eduardo Alves ANICETO Larry Aparecido Instalações Elétricas Fundamentos Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais 2 São Paulo Érica 2012 FILHO Lima D L Projetos de Instalações Elétricas Prediais 12 ed São Paulo Érica 2011 GOMES Flávio Vanderson Curso de instalações elétricas Universidade Federal de Juiz de Fora 2011 NISKIER Julio MACINTYRE Archibald Joseph Instalações Elétricas 6 ed Rio de Janeiro LTC 2013 2013 NERY Norberto Instalações Elétricas Princípios e Aplicações 2 ed São Paulo Érica 2012 TAMIETTI Ricardo P Projeto de instalações elétricas prediais de baixa tensão Disponível em httpwwwceapbrmaterialMAT10092013131546pdf Acesso em 18 ago 2017 Unidade 4 Projeto elétrico industrial Convite ao estudo Caro aluno já estudamos na Unidade 3 as normas e regulamentações gerais que devem ser seguidas por projetos elétricos de baixa tensão O foco agora será a análise dos parâmetros gerais que devem ser considerados em projetos elétricos industriais atendidos em média e alta tensão Dessa forma nesta unidade serão analisadas primeiramente as normas técnicas e reguladoras para instalações atendidas nessas condições verificando aspectos de segurança os procedimentos que devem ser realizados para combate a incêndios e situações anormais em áreas industriais Posteriormente o estudo estará centrado na apresentação das partes integrantes desse projeto elétrico enfatizando os aspectos intrínsecos que devem ser verificados e utilizados em áreas industriais Por fim serão expostas de forma detalhada as etapas necessárias para a elaboração e para a execução de projetos elétricos de média e alta tensão Na primeira seção o estudo estará centrado na apresentação das normas técnicas na descrição da norma reguladora número 10 NR10 e nas resoluções que são base para os projetos elétricos de média e alta tensão Também serão apontadas e descritas algumas das normas técnicas desenvolvidas pelas concessionárias distribuidoras de energia elétrica Na segunda seção serão identificadas as partes constituintes de um projeto elétrico tais como o memorial descritivo o memorial de cálculo as plantas baixas e os diagramas elétricos analisando as peculiaridades desses componentes em instalações industriais Na última seção por fim serão apontadas as principais etapas de um projeto elétrico industrial respaldandoo a respeito de cada um dos aspectos em análise Portanto o objetivo desta unidade é que você aluno possa adquirir conhecimentos fundamentais para o desenvolvimento e para a execução de um projeto elétrico de média e alta tensão Agora considere o seguinte contexto você é o responsável pelas instalações elétricas de uma indústria atendida em alta tensão e deve desenvolver um projeto elétrico para este empreendimento Para isso você verificou que são necessárias algumas análises e estudos preliminares para que um projeto bem dimensionado e que atenda aos requisitos exigidos possa ser entregue Dessa forma primeiramente deverão ser listadas e descritas todas as normas que devem norteálo em relação a esse local de estudo verificando os aspectos de segurança que esse ambiente deve possuir Em seguida será necessário identificar e compreender as partes constituintes do projeto analisando as peculiaridades de um projeto industrial E por fim deverão ser identificadas e descritas todas as etapas do projeto elétrico industrial para que seja possível elaborar e executar a obra em questão Assim o que você como projetista deverá considerar para iniciar a elaboração de um projeto elétrico industrial Quais são as peculiaridades de um projeto elétrico de média e alta tensão Quais são as normas e resoluções que você deverá analisar Nesse sentido com o andamento das seções o nível do aprendizado será aprofundado abordando novas etapas para a concretização deste projeto elétrico industrial Bons estudos e um ótimo trabalho nesta unidade U4 Projeto elétrico industrial 153 Seção 41 Normas técnicas e segurança Olá aluno Para conseguir projetar instalações elétricas de média e alta tensão é necessário estudo e análise de várias normas e documentos bases Conhecer e compreender as finalidades desses documentos é de extrema importância pois eles darão suporte a respeito de todos os aspectos que devem ser verificados e executados em uma instalação elétrica industrial Para colocar em prática o conhecimento vamos retomar a situação do Convite ao Estudo na qual você é o responsável por uma instalação elétrica industrial e deve desenvolver executar e finalizar um projeto de alta tensão Nessa primeira etapa você deverá compreender e apontar quais são as principais normas gerais para instalações elétricas de média e alta tensão descrevendo todas as informações por meio de um relatório É importante também verificar quais procedimentos devem ser realizados para o combate a incêndios e condições atípicas em áreas industriais já que esses locais geralmente estão sujeitos a maiores riscos de incêndio e dependendo da atuação são vulneráveis a explosões Nesse contexto aponte a principal normativa que dispõe dos aspectos que devem ser considerados em relação à segurança e às medidas preventivas nesses empreendimentos Assim quais são os principais órgãos no Brasil que regulamentam as instalações elétricas de média e alta tensão As normas técnicas e regulatórias estão relacionadas a quais aspectos das instalações elétricas Quais são os procedimentos de segurança que devem ser executados para o combate a incêndios e a condições anormais nesses locais Para auxiliar na elaboração dessa lista de documentos base relacionados a instalações elétricas esta seção dará suporte aos temas em discussão Diálogo aberto U4 Projeto elétrico industrial 154 Esperamos que você esteja animado Bons estudos e um ótimo trabalho Aprendemos na Unidade 3 que todos os projetos elétricos devem ser elaborados com base em normas técnicas desenvolvidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT normas reguladoras elaboradas pelo Ministério do Trabalho e Emprego MTE e resoluções implementadas pela Agência Nacional de Energia Elétrica e os projetos elétricos industriais de média e alta tensão não fogem à regra Dessa forma nesta unidade apresentaremos os principais documentos que darão suporte ao desenvolvimento de projetos para instalações de média e alta tensão Ademais serão indicadas também algumas normas técnicas desenvolvidas pelas concessionárias distribuidoras de energia elétrica no Brasil Não pode faltar Iniciaremos a apresentação das informações sobre as instalações de média e alta tensão verificando as normas elaboradas pela ABNT Dentre os principais documentos desenvolvidos pela ABNT temos Assimile As normas técnicas desenvolvidas pelas concessionárias distribuidoras de energia elétrica chamadas comumente de NTC devem ser observadas a fim de efetuar o pedido de fornecimento de energia elétrica Em geral essas normas não se chocam com as desenvolvidas pela ABNT elas apenas indicam as condições mínimas exigidas pela empresa para que se efetue o fornecimento de energia elétrica ao empreendimento em estudo dentro das particularidades de cada uma das concessionárias Dentre os aspectos analisados pelas concessionárias nestes documentos estão 1 tipos de fornecimento disponíveis 2 categorias de atendimento 3 dados gerais sobre fornecimento da rede aérea 4 dados gerais sobre fornecimento por rede subterrânea 5 níveis de tensão admissíveis 6 descrição das características requeridas para entradas de serviço 7 descrição dos sistemas de proteção necessários entre outros parâmetros U4 Projeto elétrico industrial 155 NBR 54221985 Projeto de linhas aéreas de transmissão e subtransmissão de energia elétrica procedimento Essa norma estabelece as condições gerais que devem ser consideradas em projetos de linhas de transmissão de energia elétrica que possuem valor de tensão maior que 38 kV e menor que 800 kV a fim de garantir um padrão de segurança e limitar perturbações nas instalações contíguas As regras descritas na NBR 5422 são válidas para linhas aéreas de transmissão de energia elétrica e para projetos de reisolamento eou reforma de linhas aéreas de transmissão ABNT NBR 5422 1985 Dentre os aspectos analisados nesse documento estão i Parâmetros meteorológicos e correções ii Cabos condutores e cabos pararaios iii Isoladores e ferragens iv Suportes e fundações v Aterramento vi Faixas de segurança É importante destacar que essa norma não deve ser utilizada para projetos de redes de distribuição urbana e rural linhas de transmissão com condutores isolados linhas de contato para tração elétrica e linhas de telecomunicação NBR 156882012 Redes de distribuição aérea de energia elétrica com condutores nus Esta norma foi elaborada a fim de substituir a NBR 54331982 redes de distribuição aérea rural de energia elétrica e a NBR 54341982 redes de distribuição aérea urbana de energia elétrica estabelecendo assim a padronização das estruturas aéreas que constituem as redes de distribuição para sistemas monofásicos e trifásicos atendidos por tensão de até 362 kV formados por condutores nus NBR 108982013 Sistema de iluminação de emergência procedimento O sistema de iluminação de emergência em instalações industriais de média ou alta tensão deve ser projetado de maneira adequada a fim de garantir a segurança e evitar acidentes ou perturbações no local Dessa forma a NBR 10898 disponibiliza U4 Projeto elétrico industrial 156 as regras mínimas que devem ser atendidas para iluminação descrevendo os equipamentos que devem ser utilizados indicando o dimensionamento desses dispositivos em suma descrevendo os princípios gerais que devem ser seguidos e efetuados para que haja um projeto de iluminação de emergência efetivo Dentre os aspectos citados nessa norma enfatizase que devem ser analisadas duas situações emergenciais para projetar esse sistema sendo falta ou falha de energia elétrica pela concessionária e desligamento voluntário em caso de incêndio na área afetada ou em áreas com materiais combustíveis ABNT NBR 10898 2013 Esses aspectos devem ser considerados para projeção da iluminação analisando a melhor área em que serão disponibilizados os equipamentos o tempo de atuação desses dispositivos quantidade de pontos de luz no local etc Lembrando que nas indústrias as áreas mais importantes que devem disponibilizar esses dispositivos de emergência são MAMEDE FILHO 2010 i Corredores ii Salas de reunião iii Auditórios iv Saídas de emergência v Salas de máquinas vi Setores de produção de materiais combustíveis ou gasosos Exemplificando Para os locais citados que devem dispor de sistemas de iluminação de emergência indicase a iluminância lux mínima que deve ser atendida MAMEDE FILHO 2010 Por exemplo para os seguintes locais indicase Para auditórios e salas de recepção 5 lux Para corredores refeitórios salões ou iluminação externa 10 lux Para almoxarifados escritórios escadas entradas em locais com desníveis 20 lux Para corredores de saída pessoal centro de processamentos de dados subestação ou salas de máquinas 50 lux MAMEDE FILHO 2010 U4 Projeto elétrico industrial 157 Para dar sequência ao estudo sobre as normativas que estabelecem as regras gerais para instalações de média e alta tensão verificaremos a norma reguladora de segurança estabelecida pelo Ministério do Emprego e Trabalho nomeada de NR 10 Segurança em Instalações e Serviços de Eletricidade NBR 140392005 Instalações elétricas de média tensão de 10 kV a 362 kV Essa norma estabelece os critérios gerais para projetos e para a execução de instalações elétricas que possuam tensão nominal de 1 kV a 362 kV sendo aplicável para empreendimentos alimentados pela concessionária abrangendo instalações de geração distribuição e utilização de energia elétrica Em relação a instalações especiais como instalações marítimas de tração elétrica usinas pedreiras entre outras podese utilizar a NBR 14039 como base porém devese atender também as normas específicas para cada um dos empreendimentos citados Entre os aspectos citados nesta norma estão os principais requisitos a respeito dos componentes gerais de uma instalação elétrica proteção da instalação elétrica proteção contra choques elétricos sobrecorrentes sobretensões efeitos térmicos seccionamento e comando de dispositivos previsão de carga esquemas de aterramento condições de serviço e influências externas seleção e instalação de linhas elétricas entre outros A normativa em questão não deve ser utilizada como base para procedimentos referentes às instalações de cercas eletrificadas instalações elétricas de concessionárias de serviços de geração transmissão e distribuição de energia elétrica cuja função seja serviço de utilidade pública e trabalhos com circuitos energizados Reflita Alunos já imaginaram como seriam os projetos elétricos industriais se não fossem adotadas as regras e padrões gerais estabelecidos pela ABNT Reflita sobre isso a utilização dessas normas além de ser uma exigência técnica auxiliam no desempenho operacional dessas instalações fornecendo subsídios para segurança e durabilidade nesses locais U4 Projeto elétrico industrial 158 Essa NR estabelece os critérios mínimos de segurança que devem ser implementados em qualquer local que envolva serviços com eletricidade como mencionado na Seção 31 Nesta seção serão destacados os aspectos principais que devem ser considerados em instalações industriais Como as áreas industriais geralmente estão sujeitas a maiores riscos de incêndio e dependendo de suas atuações são vulneráveis a explosões os procedimentos de segurança dispostos na NR 10 devem ser analisados e utilizados A seguir serão citados os principais parâmetros que devem ser considerados a saber MAMEDE FILHO 2010 MTE 2004 i Todas as empresas que possuam carga instalada superior a 75 kW são obrigadas a manter diagramas unifilares das instalações elétricas com as especificações do sistema de aterramento e dos dispositivos de proteção ii Para estabelecimentos com carga instalada superior a 75 kW deve ser elaborado e mantido um Prontuário de Instalações Elétricas contendo 1 procedimentos e instruções técnicas e administrativas de segurança e saúde 2 documentação das inspeções e medições do sistema de proteção contra descargas atmosféricas e aterramentos elétricos 3 especificação dos equipamentos de proteção coletiva e individual 4 documentação que comprove a qualificação habilitação capacitação autorização dos trabalhadores e treinamento relacionados à prestação de serviços com eletricidade 5 resultados dos testes de isolação elétrica realizados em equipamentos de proteção individual e coletiva e 6 certificações dos equipamentos e materiais elétricos em áreas classificadas iii Para realizar trabalhos em circuitos energizados em alta tensão devem ser realizadas avaliações prévias estudo e planejamento das atividades e ações a serem desenvolvidas a fim de atender aos princípios técnicos básicos e às técnicas de segurança em eletricidades aplicáveis nestes locais iv Todos os trabalhadores que exerçam suas atividades em áreas energizadas em alta tensão devem possuir equipamento que permita a comunicação com os demais membros da equipe e com o centro de operação durante a realização dos serviços U4 Projeto elétrico industrial 159 v Para projetos de quadros instalações e redes elétricas são obrigatórias à especificação dos dispositivos de desligamento de circuitos que dispõem de recursos para travamento na posição desligamento para que possam ser travados e sinalizados vi Para áreas classificadas como suscetíveis a risco elevado de incêndio ou explosões devem ser adotados dispositivos de proteção complementar como alarme e seccionamento automático para prevenção contra sobretensões sobrecorrentes fugas aquecimentos ou para outras condições anormais de operação Pesquise mais Existem ainda algumas NRs que não foram citadas mas que são aplicáveis para instalações elétricas tanto de baixa tensão quanto de alta que podem ser analisadas a saber NR 5 Comissão Interna de Prevenção de Acidentes CIPA NR 6 Equipamentos de Proteção Individual EPI NR 12 Segurança no Trabalho em máquinas e equipamentos NR 17 Ergonomia NR 23 Proteção contra Incêndios NR 26 Sinalização de Segurança Essas normas reguladoras podem ser obtidas em nossa biblioteca virtual Disponíveis em httpsbibliotecavirtualcomdetalhesparceiros10 Acesso em 10 set 2017 Vamos tratar ainda sobre as resoluções e procedimentos estabelecidos para instalações elétricas desenvolvidas pela Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL Como mencionado na Seção 31 uma das fundamentais resoluções para projetos elétricos é a Resolução 414 de 09092010 que estabelece as condições gerais de fornecimento de energia elétrica prestação e utilização de serviço de eletricidade Ademais podese citar como um dos documentos fundamentais para a análise de instalações elétricas os Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional U4 Projeto elétrico industrial 160 PRODIST Esses documentos normatizam e estabelecem um padrão para as atividades técnicas relacionadas ao funcionamento e ao desempenho dos sistemas de distribuição de energia elétrica O PRODIST disponibiliza 11 módulos sendo i Módulo 1 Introdução ii Módulo 2 Planejamento da Expansão do Sistema de Distribuição iii Módulo 3 Acesso ao Sistema de Distribuição iv Módulo 4 Procedimentos Operativos do Sistema de Distribuição v Módulo 5 Sistema de Medição vi Módulo 6 Informações Requeridas e Obrigações vii Módulo 7 Cálculo de Perdas na Distribuição viii Módulo 8 Qualidade da Energia Elétrica ix Módulo 9 Ressarcimento de Danos Elétricos x Módulo 10 Sistema de Informação Geográfico Regulatório xi Módulo 11 Fatura de Energia Elétrica e Informações Suplementares Lembrando que em decorrência da atualização frequente das normas da ANEEL é imprescindível o acesso a essas publicações por meio do site da agência Disponível em httpwwwaneel govbr Acesso em 10 set 2017 Por fim é importante indicar algumas das normas técnicas desenvolvidas pelas concessionárias de energia elétrica Nesta seção serão citadas a fim de exemplificar as normas técnicas estabelecidas pela Companhia Paranaense de Energia Copel que indicam as condições mínimas exigidas para o fornecimento de eletricidade os padrões construtivos de redes e entradas de serviço e os procedimentos relativos às atividades da empresa exigências para equipamentos de medição uniformes equipamentos de segurança do trabalho e ferramentas Entre as NTCs estabelecidas estão NTC 903100 Fornecimento de tensão primária de distribuição U4 Projeto elétrico industrial 161 Essa norma estabelece os padrões gerais para o fornecimento de eletricidade para unidades consumidoras que sejam atendidas em tensões nominais de 138 kV e 345 kV por meio da rede primária da Copel NTC 900100 Critérios para apresentação de projetos de entrada de serviço Essa normativa dispõe dos critérios que devem ser atendidos para projetos elétricos de entrada de serviços submetidos à Copel para instalações atendidas em tensão secundária de distribuição 127220 V e nas tensões primárias de distribuição de 138 kV e 345 kV NTC 841001 Projeto de Redes de Distribuição Urbana A norma em questão estabelece as regras gerais para a elaboração de projetos de linhas e redes de distribuição trifásicas que possuam tensões nominas de 138kV e 345kV NTC 900300 Instalações de Combate a Incêndio Essa norma dispõe dos princípios gerais que devem ser atendidos pelas instalações elétricas para combate a incêndio Ademais são estabelecidas também por essa concessionária especificações técnicas para equipamentos de segurança no trabalho equipamentos de medição entre outros e manuais de instrução técnica como MIT 160913 Procedimentos de Manutenção em Redes Desenergizadas até 345 kV Pesquise mais Para mais informações sobre as NTCs Normas Técnicas ETC Especificação Técnica e MIT Manual de Instrução Técnica podese acessar COPEL Disponível em httpwwwcopelcomhpcopelnormas pesquisajsp Acesso em 10 set 2017 É possível também acessar as normas técnicas de outras concessionárias de distribuição de energia elétrica no país pelo link Eletrobras Disponível em httpsgoogl6nadFg Acesso em 10 set 2017 ENEL Disponível em httpwwweneldistribuicaocombrrj NormasTecnicasaspx Acesso em 10 set 2017 U4 Projeto elétrico industrial 162 CEMIG Disponível em httpwwwcemigcombrptbratendimento ClientesPaginasnormastecnicas3aspx Acesso em 10 set 2017 Sem medo de errar Para iniciar o relatório proposto pela situaçãoproblema contida no Diálogo aberto desta seção notase a importância de se conhecer primeiramente os órgãos que regulamentam as instalações elétricas industriais Assim como nas instalações elétricas de baixa tensão os órgãos responsáveis pelas normas gerais de instalações de média e alta tensão são a Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT o Ministério do Trabalho e Emprego MET e a Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL A ABNT é responsável pela elaboração das normas técnicas para projetos elétricos de média e alta tensão Dentre as principais normas estabelecidas estão NBR 54221985 Projeto de linhas aéreas de transmissão e subtransmissão de energia elétrica procedimento NBR 140392005 Instalações elétricas de média tensão de 10 kV a 362 kV NBR 156882012 Redes de distribuição aérea de energia elétrica com condutores nus NBR 108982013 Sistema de iluminação de emergência procedimento A NBR 5422 estabelece os parâmetros mínimos que devem ser atendidos em projetos de linhas de transmissão de energia elétrica que possuem valor de tensão maior que 38 kV e menor que 800 kV a fim de garantir um padrão de segurança e limitar perturbações nas instalações contíguas Já a NBR 14039 estabelece os critérios gerais que devem ser satisfeitos em uma instalação elétrica de média tensão Dentre os aspectos analisados estão informações a respeito dos componentes gerais de uma instalação elétrica proteção U4 Projeto elétrico industrial 163 da instalação elétrica proteção contra choques elétricos sobrecorrentes sobretensões efeitos térmicos seccionamento e comando de dispositivos previsão de carga esquemas de aterramento condições de serviço e influências externas seleção e instalação de linhas elétricas entre outros A NBR 15688 padroniza as estruturas das redes de distribuição aéreas formadas por condutores nus atendidas por tensão de até 362 kW Essa norma foi elaborada a fim de substituir a NBR 5433 e 5434 ambas de 1982 E a NBR 10898 disponibiliza dados detalhados sobre sistemas de iluminação de emergência analisando duas situações principais emergenciais para projetar esse sistema sendo falta ou falha de energia elétrica pela concessionária e desligamento voluntário em caso de incêndio na área afetada ou em áreas com materiais combustíveis Em relação a procedimentos de segurança que devem ser executados em projetos industriais a NR 10 Segurança em Instalações e Serviços de Eletricidade fornece as informações a respeito disso normatizadas pelo Ministério do Trabalho e Emprego MET Dentre os aspectos listados nesta norma estão 1 obrigatoriedade para empresas que possuam carga instalada superior a 75 kW de manter diagramas unifilares das instalações elétricas com as especificações do sistema de aterramento e dispositivos de proteção 2 obrigatoriedade na elaboração de Prontuário de Instalações Elétricas 3 necessidade de avaliar estudar e planejar as ações em circuitos energizados em alta tensão 4 necessidade dos trabalhadores que exerçam atividades em áreas energizadas de possuir equipamento de comunicação com demais colegas e central 5 necessidade de adoção de dispositivos de proteção complementar como alarme e seccionamento automático para prevenção contra sobretensões sobrecorrentes fugas aquecimentos ou para outras condições anormais de operação Por fim a ANEEL estabelece as normas e os procedimentos principais para as instalações elétricas Dentre as principais resoluções mencionouse a Resolução N 414 de 29 de setembro de 2010 que estabelece as condições U4 Projeto elétrico industrial 164 fundamentais para o fornecimento de energia elétrica Também foram identificados alguns documentos referentes aos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional PRODIST que normatizam e estabelecem um padrão para as atividades técnicas relacionadas ao funcionamento e ao desempenho dos sistemas de distribuição de energia elétrica Ademais indicaramse nesta seção algumas normas técnicas estabelecidas pela Companhia Paranaense de Energia Copel que tem por objetivo descrever as condições mínimas exigidas para o fornecimento de eletricidade Dentre as normas técnicas citadas estão NTC 903100 Fornecimento de tensão primária de distribuição NTC 900100 Critérios para apresentação de projetos de entrada de serviço NTC 841001 Projeto de Redes de Distribuição Urbana NTC 900300 Instalações de Combate a Incêndio Iluminação de emergência Descrição da situaçãoproblema Vamos imaginar a seguinte situação é necessário quantificar um sistema de iluminação de emergência para um escritório possui desnível um auditório e uma sala de máquinas que possuem respectivamente 20 m² 50 m² e 100 m² de uma instalação industrial O sistema utilizado será composto por lâmpadas fluorescentes de 32 watts 127 V que possuem fluxo luminoso de 2950 lumens Analise dessa forma quantas lâmpadas serão necessárias para cada um dos ambientes utilizando como base a fórmula abaixo Avançando na prática E A lm m lux φ 2 U4 Projeto elétrico industrial 165 Resolução da situaçãoproblema Primeiramente é necessário verificar de quantos lux cada um dos ambientes necessitam Sabemos portanto que Escritório 20 lux Auditório 5 lux Sala de máquinas 50 lux Como obtemos pelo enunciado a metragem de cada ambiente e o nível de iluminância da lâmpada podemos calcular a quantidade de lâmpadas para cada local Para o escritório que possui 20 m² temos E A lm m lux φ 2 Portanto para esta área 20 lux lm 20 Dessa forma para o escritório são necessários 400 luméns sendo assim uma lâmpada fluorescente já atenderia a essa demanda Para o auditório que possui 50 m² temos 5 lux lm 50 Nesse caso são necessários 250 luméns portanto 1 lâmpada fluorescente já seria suficiente Por fim para a sala de máquinas que possui 100 m² temos 50 lux lm 100 Nesse caso são necessários 5000 luméns dessa forma 2 lâmpadas fluorescente seriam necessárias para atender a essa demanda U4 Projeto elétrico industrial 166 Faça valer a pena 1 Dentre as normas estabelecidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT existe uma que dispõe sobre os aspectos gerais que devem ser estabelecidos em instalações elétricas que possuem tensão nominal de fornecimento entre 1 kV e 362 kV Essa norma deve ser considerada especialmente em empreendimentos alimentados pela concessionária abrangendo instalações de geração distribuição e utilização de energia elétrica Dentre as particularidades abordadas nesse documento está a descrição dos componentes gerais de uma instalação elétrica os aspectos relacionados à proteção contra choques elétricos sobrecorrentes sobretensões efeitos térmicos entre outros Analisando as características descritas no textobase qual norma aborda esses aspectos a NBR 54102004 b NBR 54341982 c NBR 140392005 d NBR 135701996 e NBR 54221985 2 Dentre os aspectos analisados pelas normas técnicas desenvolvidas pelas concessionárias distribuidoras de energia elétrica estão I Classes de tensão de fornecimento de energia elétrica II Dados gerais de fornecimento da rede aérea e subterrânea III Níveis de tensão admissíveis IV Características requeridas para entradas de serviço Analise as afirmativas I a IV e assinale a alternativa que apresenta apenas as afirmações verdadeiras a Apenas I II e III b Apenas I II e IV c Apenas I III e IV d Apenas II III e IV e I II III e IV U4 Projeto elétrico industrial 167 3 A NR 10 Segurança em Instalações e Serviços de Eletricidade fornece diversas informações a respeito de procedimentos de segurança em instalações elétricas industriais Dentre os fatores que devem ser analisados estão I Adoção de dispositivos de proteção complementar para instalações elétricas II Necessidade de especificação dos dispositivos de desligamento de circuitos que dispõem de recursos para travamento na posição desligamento para que possam ser travados e sinalizados III Elaboração de Prontuário de Instalações Elétricas Analise as afirmativas I a III e assinale a alternativa que apresenta apenas as afirmações verdadeiras a Apenas I b Apenas II c I II e III d Apenas II e III e Apenas III U4 Projeto elétrico industrial 168 Seção 42 Elementos de um projeto industrial Olá aluno Nesta seção podemos dar continuidade à obtenção de conhecimentos acerca dos projetos elétricos industriais Como já estudamos na Seção 41 a respeito das principais normas e regulamentações que embasam você como projetista podemos dar sequência ao estudo analisando agora os elementos principais que compõem um projeto dessa natureza Na Seção 32 aprendemos que os elementos que compõem um projeto são memorial de cálculo memorial descritivo plantas esquemas diagramas plantas baixas etc orçamento e especificações técnicas Agora analisaremos quais são as características intrínsecas desses elementos para os projetos elétricos industriais Conhecer e compreender os parâmetros que fazem parte de cada um desses elementos para instalações elétricas desse porte é essencial pois a partir dessas informações verificaremos quais documentos devem ser desenvolvidos ao longo do projeto e quais são as especificidades da obra em questão Dentro desse contexto para colocar em prática o conhecimento que será adquirido nesta seção vamos retomar a situação do Convite ao Estudo desta unidade na qual você é o responsável por instalações elétricas industriais e deve desenvolver executar e finalizar um projeto elétrico de alta tensão Para que você possa alcançar este objetivo final é necessário compreender e apontar quais são as características gerais desses elementos descrevendo os aspectos básicos por meio de um relatório Assim como os principais elementos que compõem o projeto elétrico são classificados Quais as características de cada um deles Quais são as especificidades desses elementos para instalações elétricas industriais Diálogo aberto U4 Projeto elétrico industrial 169 Para auxiliar na elaboração deste relatório contendo os componentes principais e os itens que constituem projetos elétricos industriais esta seção dará suporte aos temas em discussão Espero que você esteja animado Bons estudos e um ótimo trabalho Após conhecermos e compreendermos as normas gerais que norteiam as instalações elétricas industriais podemos identificar os elementos que constituem os projetos elétricos dessa natureza Como analisado na Seção 32 os projetos elétricos são compostos por cinco elementos básicos sendo memorial descritivo plantas planta baixa planta de situação diagramas e esquemas elétricos memorial de cálculo especificações de materiais elétricos e orçamento Nesta seção verificaremos quais são os aspectos específicos que devem ser estudados em um projeto elétrico industrial identificando dessa forma as suas peculiaridades Iniciaremos a análise dos elementos deste projeto verificando as características do memorial descritivo Esse documento fornece as informações básicas sobre o projeto identificando e justificando as decisões tomadas durante o processo de sua elaboração Para uma instalação elétrica desse tipo é necessário que conste os seguintes itens nesse memorial a saber MAMEDE FILHO 2010 a Dados básicos do projeto Os dados básicos que devem ser obtidos são identificação do endereço do empreendimento identificação do ponto de entrega de energia elétrica que atenderá a indústria e as dimensões do local em análise b Identificação da finalidade do projeto Para elaboração de projetos elétricos industriais é necessário identificar o ramo de atividade do setor e conhecer o funcionamento geral do empreendimento para que se possa projetar as instalações elétricas da melhor forma possível a fim de atender as necessidades da empresa e a suas peculiaridades Não pode faltar U4 Projeto elétrico industrial 170 c Dados sobre a subestação desta indústria As instalações elétricas atendidas em média ou alta tensão devem dispor de subestação para distribuição de energia elétrica Essa subestação é em suma um conjunto de condutores aparelhos e equipamentos que têm por função alterar as características da energia elétrica tensão e corrente para atender aos pontos de consumo em níveis adequados MAMEDE FILHO 2010 Dessa forma no memorial descritivo é necessário identificar o tipo de subestação podendo ser abrigado em alvenaria blindado ou ao tempo o local de sua construção e descrever sucintamente os parâmetros utilizados para seu dimensionamento Ademais assim como nos projetos elétricos de baixa tensão é necessário apontar e documentar os dados quantitativos relacionados à quantidade e às especificações dos materiais elétricos a partir de uma descrição geral do projeto e de sua documentação técnica listagem de todas as normas aplicadas analisando as decisões tomadas na obra e as justificando O próximo item em análise são as plantas os diagramas e os esquemas elétricos que devem ser elaborados durante o projeto elétrico Sabemos que esses elementos são essenciais para a correta execução da obra conforme estudamos nas unidades anteriores Dessa forma para as instalações elétricas industriais que possuem características distintas são necessárias plantas específicas sendo requeridas ao menos plantas que detalhem Assimile Para a elaboração de projetos elétricos industriais é necessário considerar o ramo de atividade do setor em estudo a fim de planejar as instalações elétricas da melhor forma possível De forma geral projetos elétricos dessa categoria devem levar em conta os seguintes aspectos flexibilidade capacidade de se adaptar a mudanças acessibilidade facilidade de acesso a máquinas e equipamentos em geral confiabilidade e continuidade número mínimo de interrupções no fornecimento de eletricidade MAMEDE FILHO 2010 U4 Projeto elétrico industrial 171 a Arquitetura do prédio São necessárias plantas baixas que detalhem a arquitetura do prédio analisando e apontando as divisões entre os ambientes de produção industrial escritórios refeitórios dependências em geral entre outros b Particularidades do projeto arquitetônico Devem ser descritas a partir de plantas baixas todos os detalhes que possam contribuir para melhor definição do projeto elétrico Como exemplo de características que podem ser indicadas estão 1 vistas e cortes do galpão industrial 2 listagem da montagem de certas máquinas de grandes dimensões 3 em casos de pontes rolantes identificação e caracterização 4 detalhes de colunas e vigas peculiares a essa construção MAMEDE FILHO 2010 c Arranjo das máquinas É essencial que em projetos de instalações industriais sejam elaboradas plantas baixas verificando o posicionamento e a potência nominal das máquinas a serem utilizadas bem como a indicação dos motores que as alimentaram Em relação aos diagramas unifilares é essencial que no mínimo os seguintes elementos sejam representados MAMEDE FILHO 2010 i Chaves fusíveis seccionadores condutores e disjuntores ii Indicação da seção dos condutores dos circuitos terminais e de distribuição iii Indicação da corrente nominal dos fusíveis iv Indicação da corrente nominal dos relés faixa de atuação e ajuste v Indicação da potência tensão primária e secundária impedância dos transformadores na subestação vi Transformadores de corrente e potencial A Figura 41 nos mostra um diagrama unifilar básico de uma instalação elétrica industrial contendo todos os elementos listados acima U4 Projeto elétrico industrial 172 Fonte Mamede Filho 2010 p 29 Figura 41 Diagrama unifilar básico instalação industrial Reflita Qual é a importância dos diagramas unifilares em projetos elétricos industriais Como os esquemas e representações elétricas auxiliam na execução do projeto elétrico Por que é necessário listaridentificar separadamente o arranjo dos motores utilizados em indústrias O terceiro elemento que compõe o projeto elétrico o memorial de cálculo deve conter todos os detalhes acerca dos dimensionamentos e determinações das instalações elétricas Além dos cálculos básicos que devem ser previstos descritos na Seção 32 tais como 1 previsões de carga analisando nesse caso as características dos projetos industriais 2 determinação da provável demanda considerando as peculiaridades das instalações elétricas de média e alta tensão 3 dimensionamento U4 Projeto elétrico industrial 173 de condutores 4 dimensionamento de eletrodutores 5 dimensionamento de dispositivos de proteção é necessário determinar alguns parâmetros intrínsecos a projetos industriais Dentre os parâmetros que devem ser determinados estão a Fator de demanda Este fator deve ser calculado considerando a relação de demanda máxima do sistema Dmax e a totalidade da carga Pinst requeridas durante o mesmo período de tempo O valor da demanda máxima do sistema é obtido a partir da curva de carga da instalação analisando o valor máximo requerido ao sistema em determinado posto horário É possível determinar esse fator de demanda a partir da equação abaixo sendo que o valor obtido é adimensional F D P d inst max b Fator de carga O fator de carga é a razão entre a demanda média e a demanda máxima requeridas em determinado instante de tempo O valor da demanda média é obtido a partir do consumo de energia solicitado dividido pelo intervalo de tempo de uso Dessa forma o valor do fator de carga se relaciona ao período de carga diário mensal e anual geralmente Quanto maior for o período de tempo analisado menor deverá ser o valor obtido sendo que o fator de carga deve sempre ser um valor maior que zero e menor que um MAMEDE FILHO 2010 O fator de carga diário pode ser obtido por F D D cd med max O fato de carga mensal pode ser obtido por F C D cm 730 max U4 Projeto elétrico industrial 174 Em que C consumo de energia elétrica durante determinada faixa de tempo Dmax demanda máxima no sistema durante a mesma faixa de tempo kW Dmax demanda média do período kW 730 média de horas mensais Quando se obtém valores elevados desse fator observase que existe uma otimização dos investimentos da instalação elétrica um aproveitamento racional e um aumento da vida útil das instalações elétrica e uma redução do valor da demanda de pico MAMEDE FILHO 2010 c Fator de simultaneidade Esse fator relaciona a demanda máxima do grupo de dispositivos elétricos pela soma das demandas individuais dos mesmos dispositivos em determinado instante de tempo Para análise correta desse cálculo é necessário realizar um estudo minucioso das cargas instaladas a fim de evitar subdimensionamento em circuitos e equipamentos nessas instalações industriais A Tabela 41 fornece os fatores de simultaneidade para diversos equipamentos industriais Aparelhos Número de aparelhos 2 4 5 8 10 15 20 50 Motores ¾ a 25 cv 085 080 075 070 060 055 050 040 Motores 3 a 15 cv 085 080 075 075 070 065 055 045 Motores 20 a 40 cv 080 080 080 075 065 060 060 050 Motores acima de 40 cv 090 080 070 070 065 065 065 060 Retificadores 090 090 085 080 075 070 070 070 Soldadores 045 045 045 040 040 030 030 030 Fornos resistivos 100 100 Fornos de indução 100 100 Fonte Mamede Filho 2010 p 12 Tabela 41 Fatores de simultaneidade U4 Projeto elétrico industrial 175 d Fator de utilização A partir do fator de utilização é possível obter a potência média dos dispositivos elétricos instalados Para isso basta multiplicar o fator de utilização indicado para determinado aparelho com sua potência nominal A Tabela 42 fornece os fatores de utilização para diversos equipamentos industriais e Correção do fator de potência As instalações elétricas possuem diversos equipamentos que apresentam baixo fator de potência fp devido a suas características específicas Dessa forma é necessário realizar uma correção desse fator pois o baixo valor do fp representa uma baixa eficiência das cargas instaladas e uma sobrecarga para o sistema elétrico Analisaremos então a correção do fator de potência através de capacitores Podendo ser i Correção na entrada de energia em baixa tensão essa correção é utilizada em instalações elétricas com elevado número de cargas com potências nominais diferentes e regimes de utilização pouco uniformes ii Correção por grupo de cargas é utilizado para corrigir o fp de um pequeno conjunto de cargas Fonte Mamede Filho 2010 p 13 Tabela 42 Fatores de utilização Aparelhos Fator de utilização Fornos à resistência 100 Secadores caldeiras etc 100 Fornos de indução 100 Motores ¾ a 25 cv 070 Motores 3 a 15 cv 083 Motores 20 a 40 cv 085 Motores acima de 40 cv 087 Soldadores 100 Retificadores 100 U4 Projeto elétrico industrial 176 iii Correção localizada é instalado junto à carga da qual se deseja corrigir o fp GEDRA BARROS BORELI 2014 Para compreender como é realizada essa compensação vamos analisar a Figura 42 A partir dessa representação é possível verificar o triângulo de potência com compensação por banco de capacitores Nesse caso o capacitor fornece a potência reativa Qc a potência ativa P é mantida constante a potência reativa resultante é a Qf correspondente à potência compensada e a potência aparente final é representada por S2 É importante destacar que quanto menor o ângulo entre a potência ativa P e a potência reativa Q menores são as perdas de energia e maior a eficiência do sistema É possível ainda extrair as seguintes equações com base na Figura 42 Pesquise mais Para adquirir mais conhecimentos sobre correção do fator de potência leia os livros a seguir GEDRA Ricardo Luiz BARROS Benjamim Ferreira de BORELI Reinaldo Geração transmissão distribuição e consumo de energia elétrica São Paulo Érica 2014 p 6889 MAMEDE FILHO João Instalações elétricas industriais 8 ed Rio de Janeiro LTC 2010 p 138174 Fonte Gedra Barros Boreli 2014 Figura 42 Triângulo de potência U4 Projeto elétrico industrial 177 Q P 1 1 tg ϕ Q f P tg ϕ2 Q Q Q c f 1 fp cos ϕ Em que Q1 potência reativa da rede antes da instalação dos capacitores Qf potência reativa da rede depois da instalação dos capacitores Qc potência do capacitor a ser instalado ϕ1 ângulo do fp original ϕ2 ângulo do fp pretendido P potência ativa Exemplificando Para analisarmos como funciona o cálculo de dimensionamento de capacitores imagine que em uma indústria exista uma carga instalada de 1800 kW que possua fp de 08 indutivo Desejase que o fator de potência atinja o valor 092 Assim é necessário calcular o valor do ângulo de fp fp cosϕ fp1 0 8 fp2 0 92 ϕ arc cos fp Temos portanto ϕ1 0 8 36 87 arccos º ϕ2 0 92 23 07 arccos º Logo após podese calcular a potência reativa U4 Projeto elétrico industrial 178 Q Q Q c f 1 Q c P tg tg ϕ ϕ 1 2 Qc 1800 36 87 23 07 º º tg tg 58335 kVAr Considerando bancos de capacitores de 50 kVAr temos C 583 35 50 11 67 12 Qc 12 50 600 kVAr Por fim os dois últimos elementos que compõem o projeto as especificações técnicas dos materiais e o orçamento podem ser analisados a partir dos mesmos parâmetros listados para projetos de baixa tensão Lembrando que para listar a relação de materiais elétricos para instalações industriais é necessário descrever também suas características mecânicas e dimensionais Em relação ao orçamento é importante considerar os custos dos materiais elétricos o custo de mão de obra os custos adicionais margem de risco e as despesas indiretas como estudado na Seção 32 Para iniciar o relatório proposto pela situaçãoproblema contida no Diálogo aberto desta seção notase a importância de se conhecer os principais elementos que compõem os projetos de instalações elétricas industriais Como estudamos na Seção 32 os componentes principais são memorial descritivo plantas memorial de cálculo especificações dos materiais elétricos e orçamento Portanto como já aprendemos a respeito das características gerais na unidade anterior vamos focar neste relatório na descrição das características intrínsecas aos projetos industriais Sem medo de errar U4 Projeto elétrico industrial 179 Dessa forma para o primeiro elemento indicado o memorial descritivo devem ser obtidos dados básicos do projeto como a identificação do empreendimento e a identificação do ponto de entrega da energia elétrica Além desses dados é necessário identificar a finalidade do projeto apontando qual é o ramo de atividade industrial em análise a fim de conhecer o funcionamento geral do empreendimento e assim projetar as instalações elétricas da melhor forma possível Por fim neste memorial devem ser documentados os dados a respeito da subestação dessa indústria como localização classificação e quantidade Os próximos elementos elencados são as plantas ou diagramas elétricos É importante que para projetos elétricos dessa categoria alguns esquemas peculiares sejam obtidos tais como plantas baixas da arquitetura do prédio esquemas com particularidades do projeto arquitetônico como vistas e cortes do galpão industrial e listagem da montagem de certas máquinas de grandes dimensões esquemas e plantas baixas contendo o arranjo das máquinas elétricas Ademais nos diagramas unifilares devese representar no mínimo os seguintes elementos 1 Chaves fusíveis seccionadores condutores e disjuntores 2 Indicação da corrente nominal dos fusíveis 3 Indicação da corrente nominal dos relés faixa de atuação e ajuste 4 Indicação da potência tensão primária e secundária impedância dos transformadores na subestação 5 Transformadores de corrente e potencial Em relação ao memorial de cálculo terceiro elemento indicado além dos cálculos para a previsão de carga provável demanda de carga determinação dos condutores determinação dos eletrodutos e determinação dos dispositivos de proteção devese determinar alguns fatores a saber i Fator de demanda ii Fator de carga U4 Projeto elétrico industrial 180 iii Fator de simultaneidade iv Fator de utilização É também necessário devido às características dos equipamentos que as instalações industriais utilizam realizar a correção do fator de potência e todos os cálculos devem ser documentados neste memorial Por fim os últimos elementos que compõem o projeto elétrico são as especificações técnicas e o orçamento Em relação às especificações é necessário detalhar a quantidade os aspectos mecânicos e dimensionais dos materiais e dispositivos utilizados E para o detalhamento do orçamento devem ser analisados os custos dos materiais elétricos o custo de mão de obra os custos adicionais margem de risco e as despesas indiretas Correção do fator de potência Descrição da situaçãoproblema Vamos supor a seguinte situação você como projetista está elaborando um projeto elétrico industrial e após analisar a obra em questão verificou que um dos equipamentos que serão utilizados possui fator de potência muito baixo Nesse contexto a fim de melhorar a eficiência energética e também de evitar problemas de sobrecarga neste local a melhor solução encontrada é corrigir esse fp com um banco de capacitores Sabendo que a carga instalada desse equipamento é de 3000 kW que seu fp é 085 indutivo e que o valor de fp que se deseja obter é 092 estabeleça os critérios gerais para o dimensionamento desse banco de capacitores Avançando na prática U4 Projeto elétrico industrial 181 Resolução da situaçãoproblema Primeiramente devemos estabelecer as equações a serem utilizadas Q P tg 1 1 ϕ Q P tg f ϕ2 Q Q Q c f 1 fp cos ϕ Obtemos todos os dados necessários para os cálculos no enunciado sendo fp1 0 85 fp2 0 92 P 3000 Portanto ϕ arc cos fp ϕ1 0 85 31 79 arccos o ϕ1 0 92 23 07 arccos o Qc 3000 31 79 23 07 º º tg tg Qc 5816 kVAr Considerando bancos de capacitores de 50 kVAr têmse C 581 6 50 11 63 12 Qc 12 50 600 kVAr Por fim um banco de capacitor com 12 unidades de 50 kVAr cada será instalado para correção do fp U4 Projeto elétrico industrial 182 Faça valer a pena 1 A respeito dos fatores que devem ser calculados em projetos elétricos industriais analise os itens a seguir e os associe às suas características gerais I Fator de carga II Fator de demanda III Fator de utilização Relaciona a demanda máxima do sistema à totalidade da carga conectada no mesmo instante de tempo Relaciona a demanda média e a demanda máxima requeridas em determinado instante de tempo Fornece a potência média dos aparelhos elétricos instalados Analise os itens I a III e os relacione às colunas respectivamente a I II III b II I III c I III II d II III I e III I II 2 A respeito do fator de carga podese afirmar que I Esse valor pode ser calculado para períodos de carga diário mensal e anual II Quanto menor for o período de tempo analisado para esse fator menor será o valor obtido para ele III O fator de carga é um valor adimensional que deve sempre ser maior que zero e menor que um Analise os aspectos citados I a III e assinale a alternativa que corresponde às afirmativas corretas a I II e III b Apenas I e II c Apenas II e III d Apenas I e III e Apenas III U4 Projeto elétrico industrial 183 3 Qual seria o fator de carga mensal de uma indústria que possui consumo mensal de 150000 kWh e demanda máxima de 650 kW A partir dos dados acima obtenha o valor do fator de carga a 015 b 023 c 028 d 032 e 043 U4 Projeto elétrico industrial 184 Seção 43 Elaboração de um projeto industrial Olá aluno Nesta seção podemos finalizar a apresentação de conteúdos que o embasarão acerca dos projetos elétricos industriais Após analisar as normas e as diretrizes base na Seção 41 identificar e compreender os componentes que constituem um projeto elétrico industrial na Seção 42 poderemos agora compreender todas as etapas que compõem este projeto E a partir da identificação e da obtenção de conhecimentos sobre esses elementos poderemos alcançar nosso objetivo final de projetar uma instalação elétrica industrial Para colocar em prática o conhecimento que será adquirido nesta seção vamos retomar a situação do Convite ao Estudo na qual você é o responsável por instalações elétricas industriais e deve desenvolver executar e finalizar um projeto elétrico de alta tensão Dentro deste contexto como última tarefa antes de efetivamente iniciar o projeto você deverá compreender e identificar todas as etapas principais que o constituem descrevendo detalhadamente as peculiaridades que devem ser analisadas em instalações elétricas industriais Dentre os elementos que deverão ser listados e descritos estão determinação de informações preliminares quantificação da instalação elétrica determinação e dimensionamento dos componentes dados sobre fornecimento de energia elétrica especificações técnicas e listagem dos equipamentos Assim quais são as principais etapas que integram um projeto elétrico industrial Quais são as particularidades de uma instalação elétrica industrial Quais fatores devem ser analisados em cada uma das fases Para auxiliar na elaboração desse relatório contendo o roteiro com as principais etapas e itens que constituem um projeto elétrico industrial atendido em alta tensão esta seção dará suporte aos temas em discussão Diálogo aberto U4 Projeto elétrico industrial 185 Espero que você esteja animado Bons estudos e um ótimo trabalho Após termos identificado e compreendido as normas regulações e diretrizes acerca dos projetos elétricos industriais e também termos obtido conhecimento sobre os componentes que estabelecem um projeto dessa natureza podemos seguir adiante e como último passo identificar todas as etapas que constituem e caracterizam os processos de iniciação desenvolvimento elaboração e finalização de instalações elétricas atendidas em média e alta tensão Dessa maneira assim como nos projetos elétricos de baixa tensão analisaremos o processo dividindoo em 05 aspectos básicos 1 análise inicial 2 quantificação da instalação 3 determinação e dimensionamento dos componentes 4 fornecimento de energia elétrica e 5 especificações técnicas e listagem dos equipamentos É importante salientar que nesta seção o foco principal será informar a respeito das características intrínsecas dos projetos industriais sendo assim os aspectos estudados nas outras seções ao longo desta disciplina que constituem também este projeto serão apenas citados A seguir analisaremos cada um dos aspectos mencionados anteriormente 1 Análise inicial do projeto Para iniciar um projeto elétrico industrial é necessário coletar e obter informações preliminares para auxiliar em sua elaboração e execução Para isso três fatores principais devem ser analisados a saber i Conjunto de plantas da indústria As informações coletadas por meio do conjunto de plantas esquemas e diagramas elétricos auxiliarão no desenvolvimento do projeto pois a partir desses dados poderão ser identificados detalhes de divisões nos ambientes arranjos de máquinas vistas e cortes no galpão entre outros Não pode faltar U4 Projeto elétrico industrial 186 Dessa forma é essencial que o projetista tenha acesso ao menos a 1 planta de situação situa o local em estudo no contexto urbano 2 planta baixa de arquitetura do prédio indica toda área de construção detalhes de divisão de ambientes de produção industrial área administrativa e dependências em geral 3 planta baixa do arranjo de máquinas indica a projeção das máquinas em suas determinadas posições 5 plantas de detalhes indicam todas as peculiaridades da obra em questão podendo ser obtidas informações sobre detalhes na estrutura no prédio vistas e cortes da indústria entre outros MAMEDE FILHO 2010 ii Condições de suprimento de eletricidade É importante obter informações sobre o fornecimento de energia elétrica na região em que a indústria será alocada Como estamos tratando de empreendimentos atendidos em média e alta tensão é necessário coletar junto à concessionária distribuidora de energia elétrica dados relacionados à garantia de suprimento da carga requerida variação de tensão de suprimento faixas de tensão de fornecimento e tipo de sistema de suprimento radial simples radial com recurso iii Características dos equipamentos Para posterior previsão de carga na instalação elétrica é necessário analisar e conhecer as especificações dos equipamentos Assimile Dentre as opções de sistemas de suprimento de energia elétrica para instalações elétricas industriais temos o radial simples e o radial com recurso O sistema radial do tipo simples como o próprio nome sugere é o tipo de alimentação para atendimento em média e alta tensão em indústrias mais simples e também o mais utilizado devido a seu custo de implantação Esse sistema possui fluxo de potência em um único sentido da fonte para a carga Em contrapartida o sistema radial com recurso possui sentido de fluxo de potência variável ou seja o sentido do fluxo de potência pode ser alterado de acordo com as condições de carga do sistema Ademais esse sistema pode ser operado como sistema radial em anel aberto ou sistema radial seletivo U4 Projeto elétrico industrial 187 que serão utilizados na indústria Dessa forma o projetista deverá inicialmente conhecer a funcionalidade da empresa e assim verificar quais são os principais equipamentos em uso Em geral é necessário averiguar sobre os motores potência tensão corrente frequência número de polos número de fases tipos de ligações possíveis regimento de funcionamento MAMEDE FILHO 2010 Já a respeito dos fornos a arco devemse adquirir dados sobre potência do forno potência de curtocircuito do forno potência do transformador do forno tensão fator de severidade MAMEDE FILHO 2010 Ademais se forem utilizadas outras cargas de grande porte deverão ser analisadas as peculiaridades realizando um estudo particular sobre cada uma 2 Quantificação da instalação A segunda etapa do projeto se relaciona à quantificação da instalação elétrica Como projetos elétricos industriais são mais complexos para a previsão de pontos de utilização devemse considerar parâmetros diferenciados para áreas administrativas e para áreas específicas de processos industriais Sendo assim para as áreas administrativas devem ser seguidas as orientações sobre o número de tomadas por dependência número de pontos de luz por circuito entre outros dispostas pela NBR 54102004 MAMEDE FILHO 2010 Já para as áreas destinadas a processos industriais propriamente é necessário analisar as características dos equipamentos em uso determinando as cargas desses dispositivos devido a suas especificidades Para a previsão de iluminação devem ser seguidos os parâmetros estabelecidos por projetos luminotécnicos tema discutido na Seção 23 Sendo assim a quantificação da instalação elétrica industrial é obtida pela soma das cargas prevista de tomadas de uso geral tomadas de uso específico e iluminação das áreas administrativas e das áreas destinadas a processos industriais áreas de manufaturados U4 Projeto elétrico industrial 188 Reflita Caro aluno já parou para refletir por que as cargas instaladas em áreas industriais devem ser previstas de forma diferenciada Quais características diferenciadas devem ser analisadas Quais os problemas que um mau dimensionamento pode causar a este local 3 Determinação e dimensionamento dos componentes A terceira etapa do projeto elétrico compreende a determinação e o dimensionamento de todos os componentes Dentre os itens que devem estar listados estão i Dimensionamento da entrada de serviço Conforme analisado na Seção 33 a entrada de serviço de uma instalação elétrica deve ser dimensionada conforme a demanda máxima prevista kVA da unidade consumidora Para esse dimensionamento é necessário analisar os dados padronizados pela concessionária distribuidora de energia elétrica local e verificar quais parâmetros devem ser utilizados ii Divisão da carga em blocos Em instalações elétricas industriais é importante dividir as cargas prédeterminadas em blocos Para a determinação desses blocos devem ser considerados os setores individuais de produção no local e o valor de cada carga instalada bem como sua localização a fim de avaliar a queda de tensão É importante apontar que dependendo das dimensões do setor é possível dividilo em dois blocos de carga Por fim é imprescindível que cada bloco possua um quadro de distribuição terminal com alimentação e proteção individuais MAMEDE FILHO 2010 iii Determinação da localização dos quadros de distribuição de circuitos terminais Para instalações elétricas industriais alguns aspectos devem ser considerados para a determinação do local de instalação dos quadros de distribuição de circuitos terminais sendo 1 instalação no centro de carga conforme orientações da Seção 21 esse fator é desejável porém nem sempre é possível instalar o quadro neste U4 Projeto elétrico industrial 189 local devido a uma série de fatores 2 próximo à linha geral dos dutos de alimentação 3 afastado da passagem de funcionários 4 em ambientes bem iluminados 5 em locais de fácil acesso 6 em locais não sujeitos a gases corrosivos inundações entre outros 7 em locais de temperatura adequada iv Determinação da localização do quadro de distribuição geral Para instalações elétricas industriais alguns aspectos devem ser considerados para determinação do local de instalação do quadro geral de distribuição sendo 1 estar instalado se possível na subestação ou área próxima 2 ficar próximo às unidades de transformação v Dimensionamento dos condutores e tubulações Para o dimensionamento dos condutores e tubulações é preciso seguir algumas orientações e utilizar alguns métodos como o da queda de tensão e capacidade de condução de corrente aplicando também o critério da seção mínima descritos na Seção 13 vi Determinação da localização da subestação Normalmente esse dado já está determinado quando o projetista recebe as informações preliminares do projeto em função do arranjo arquitetônico Porém se for possível determinar a localização da subestação em função do local tecnicamente mais favorável indicase instalar a subestação próxima aos centros de carga da indústria evitando gastos excessivos com alimentadores longos e condutores de seção mais elevada MAMEDE FILHO 2010 vii Determinação e correção do fator de potência De posse dos dados de previsão de carga da instalação elétrica conhecendo assim as cargas ativas e reativas que serão implantadas é possível determinar o fator de potência e verificar a necessidade da instalação de bancos capacitores para manter o fator de potência dentro dos limites estipulados pela legislação Os dados detalhados sobre correção de fator de potência estão disponíveis na Seção 32 viii Determinação das correntes de curtocircuito De posse dos valores das seções dos condutores e a partir U4 Projeto elétrico industrial 190 das definições da rede de alimentação é necessário calcular as correntes de curtocircuito em cada ponto da instalação principalmente nos pontos em que serão instalados equipamentos e dispositivos de proteção ix Determinação dos valores de partida dos motores É necessário determinar os valores de partida dos motores a fim de identificar e dimensionar os dispositivos de acionamento necessários assim como os elementos de proteção que deverão ser utilizados x Determinação dos dispositivos de proteção Para determinação dos dispositivos de proteção é necessário averiguar quais equipamentos serão utilizados e analisar as características conforme os aspectos descritos na Seção 22 xi Determinação da demanda de potência Conforme as características das cargas e o tipo de operação da indústria devese projetar a demanda requerida ao sistema elétrico Para auxiliar nessa determinação são utilizados fatores de projeto tais como fator de simultaneidade fator de demanda fator de carga e fator de utilização para determinar a demanda de potência Como regra geral utilizamse os seguintes parâmetros para o cálculo da demanda 1 Demanda de aparelhos O valor de demanda dos aparelhos é determinado a partir da multiplicação da potência nominal pelo fator de utilização Porém para motores e equipamentos especiais devemse analisar também os fatores de serviço e de rendimento Pesquise mais Para adquirir mais conhecimentos sobre os cálculos de curtocircuito leia MAMEDE FILHO João Instalações elétricas industriais 8 ed Rio de Janeiro LTC 2010 p 176197 U4 Projeto elétrico industrial 191 Para determinar a demanda do motor elétrico é necessário utilizar as seguintes equações P P F eim n um D P F eim p 0 736 η Em que Peim potência no eixo no motor cv Pn potência nominal do motor cv Fum fator de utilização do motor η rendimento do motor Fp fator de potência do motor D demanda solicitada da rede Exemplificando Para exemplificar o cálculo de determinação da demanda solicitada da rede por um motor elétrico vamos supor a utilização de um motor que possui 20 cv potência nominal fator de potência de 083 fator de utilização de 085 e rendimento de 090 A partir desses dados podemos obter a potência no eixo do motor sendo de P P F eim n um Peim 20 0 85 17 cv De posse do valor da potência no eixo podemos determinar a demanda solicitada da rede Temos portanto D P F eim p 0 736 η D 17 0 736 0 90 0 83 16 75 kW U4 Projeto elétrico industrial 192 2 Demanda dos quadros de distribuição parciais O valor da demanda dos quadros de distribuição parciais é obtido multiplicando as demandas individuais dos aparelhos pelo fator de simultaneidade 3 Demanda do quadro de distribuição O valor da demanda do quadro de distribuição geral é obtido somando todas as demandas dos quadros de distribuição parciais e aplicando o fator de simultaneidade adequado xii Determinação da malha de terra Para determinação da malha de terra é necessário conhecer alguns fatores sobre o local como a natureza do solo as correntes de falta faseterra e os tempos de atuação dos dispositivos de proteção MAMEDE FILHO 2010 Alguns dados relativos ao dimensionamento de aterramentos foram disponibilizados na Seção 33 4 Fornecimento de energia elétrica Para determinação das condições de atendimento de energia elétrica de uma instalação atendida em alta tensão é necessário analisar as tarifas disponibilizadas pelas concessionárias de energia Para o grupo A alta tensão é previsto o fornecimento de energia pela modalidade tarifária horosazonal Essa modalidade é disponibilizada apenas para esse grupo e nela são aplicadas tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica e de demanda de potência de acordo com as horas de utilização do dia ponta ou fora de ponta e dos períodos do ano seco ou úmido podendo ser de dois tipos Pesquise mais Para adquirir mais conhecimentos sobre os sistemas de aterramento e suas especificações leia MAMEDE FILHO João Instalações elétricas industriais 8 ed Rio de Janeiro LTC 2010 p 394421 U4 Projeto elétrico industrial 193 i Tarifária horosazonal azul nessa modalidade os valores cobrados pelo consumo e pela demanda variam de acordo com o posto horário horário de ponta e fora de ponta No caso de acontecer uma ultrapassagem na demanda contratada é cobrado um valor excedente apenas se a demanda registrada ou medida ultrapassar em mais de 5 o valor da demanda contratada É importante destacar que a tarifa cobrada por ultrapassagem no valor da demanda contratada equivale a 2x o valor da tarifa normal ii Tarifa horosazonal verde nessa modalidade o valor da demanda contratada é único independentemente da hora do dia ou período do ano e o valor de consumo é cobrado de acordo com o posto horário horário de ponta e fora de ponta Neste caso também é cobrado um excedente na demanda apenas se a demanda registrada ou medida ultrapassar em mais de 5 o valor da demanda contratada É importante analisar também em qual subgrupo a indústria em estudo se enquadra pois existem restrições para a adoção das modalidades tarifárias devendo ser seguidas as devidas orientações i Para os consumidores dos subgrupos A1 A2 ou A3 é obrigatório o enquadramento na estrutura tarifária horo sazonal azul e opcional para os consumidores dos subgrupos A3a A4 e AS PROCEL 2011 ii A opção de enquadramento na estrutura tarifária Verde somente é possível para as unidades consumidoras do Grupo A subgrupos A3a A4 e AS PROCEL 2011 Ademais para solicitação de fornecimento de energia elétrica é necessário entrar em contato com a concessionária distribuidora e analisar quais aspectos são considerados para o pedido de fornecimento de energia conforme citado na Seção 33 5 Especificações técnicas e listagens dos equipamentos Por fim a última etapa que contempla o projeto elétrico são as especificações técnicas dos componentes É importante elaborar U4 Projeto elétrico industrial 194 uma lista ou uma relação de quantidade dos componentes que deverão ser utilizados e indicar produtores similares com a mesma qualidade para que o consumidor tenha opções de escolha Para iniciar o relatório proposto pela situaçãoproblema contida no Diálogo aberto desta seção um roteiro geral para a elaboração de um projeto elétrico industrial atendido em alta tensão é necessário identificar e apresentar as principais características de cada etapa Primeiramente é importante destacar as cinco principais etapas a serem cumpridas sendo análise inicial quantificação da instalação determinação e dimensionamento dos componentes fornecimento de energia e especificações técnicas e listagens dos equipamentos A fase inicial do projeto a análise inicial das informações deve apontar os principais dados que devem ser coletados antes de iniciar o projeto propriamente dito que auxiliarão em sua elaboração e execução Dentre os elementos que devem ser obtidos nesta fase estão 1 conjunto de plantas da indústria 2 condições de suprimento de eletricidade 3 características dos equipamentos Para a segunda fase do projeto relativa à quantificação da instalação elétrica é necessário prever e valorar todas as cargas instaladas na indústria É importante analisar as áreas manufaturadas e as áreas administrativas separadamente para essa quantificação pois cada um desses locais possui normas e diretrizes diferentes que devem ser seguidas Dessa forma no final da previsão devem se somar as cargas totalizadas em cada uma das áreas citadas e determinar o valor final de carga A próxima etapa do projeto compreende o dimensionamento e a seleção de componentes Nessa etapa devese determinar e selecionar os seguintes elementos 1 Dimensionar a entrada de serviço 2 Divisão de carga em blocos Sem medo de errar U4 Projeto elétrico industrial 195 3 Determinar a localização dos quadros de distribuição de circuitos terminais 4 Determinar a localização do quadro de distribuição geral 5 Dimensionar os condutores e tubulações 6 Dimensionar os dispositivos de proteção 7 Determinar a localização da subestação 8 Correção de fator de potência 9 Determinar as correntes de curtoscircuitos 10 Determinar os valores de partida dos motores 11 Determinar a demanda de potência 12 Determinar a malha de terra A seguir a quarta etapa corresponde à coleta de dados sobre o pedido de fornecimento de energia elétrica Para empreendimentos atendidos em alta tensão analisouse a necessidade de se conhecer as modalidades tarifárias disponíveis e adotar a que melhor atender aos requisitos do projeto Verificou se que existem 2 tipos horosazonal verde e horosazonal azul Ademais para o pedido de fornecimento de eletricidade é necessário entrar em contato com a concessionária distribuidora e analisar quais aspectos são considerados para o pedido de fornecimento de energia Por fim a última etapa do projeto especificação técnica e listagem de equipamentos deve prever a elaboração de uma lista descrevendo a quantidade de equipamentos e especificidades de cada dispositivo necessário para a execução da obra Determinando a demanda de potência Descrição da situaçãoproblema Analise as tabelas a seguir Avançando na prática U4 Projeto elétrico industrial 196 Resolução da situaçãoproblema A partir dos dados disponíveis nas Tabelas 43 e 44 podemos obter o fator de utilização o fator de potência e o rendimento desse motor Portanto temos que Fum 087 Fp 089 η 091 Aparelhos Fator de utilização Motores ¾ a 25 cv 070 Motores 3 a 15 cv 083 Motores 20 a 40 cv 085 Motores acima de 40 cv 087 Fonte Mamede Filho 2010 p 13 Fonte Mamede Filho 2010 p 221 Tabela 43 Fatores de utilização Tabela 44 Motores assíncronos trifásicos com rotor Potência nomi nal cv Potência ativa kW Fator de po tência Rendimento 3 22 076 082 5 4 083 083 75 55 083 083 10 45 085 083 15 11 082 083 25 185 082 086 30 22 088 089 40 30 089 090 50 37 089 091 De posse dessas informações informe a demanda de potência solicitada da rede de um motor assíncrono trifásico com rotor que possui potência nominal de 50 cv U4 Projeto elétrico industrial 197 De posse desses dados é possível determinar então a potência de eixo desse motor Dessa forma temos que P P F eim n um Peim 50 0 87 43 5 cv De posse do valor da potência no eixo podemos determinar a demanda solicitada da rede Temos portanto D P F eim p 0 736 η D 43 5 0 736 0 91 0 89 39 53 kW Faça valer a pena 1 A respeito da determinação da demanda de potência analise os itens a seguir e os associe às suas características gerais I Demanda de aparelhos II Demanda dos quadros de distribuição parciais III Demanda do quadro de distribuição geral Esse valor é obtido a partir da multiplicação das demandas individuais dos aparelhos pelo fator de simultaneidade Esse valor é obtido a partir da soma de todas as demandas dos quadros de distribuição parciais e da aplicação do fator de simultaneidade adequado Esse valor é obtido a partir da multiplicação da potência nominal pelo fator de utilização Analise os itens I a III e os relacione às colunas respectivamente a I II III b I III II c II I III d II III I e III I II U4 Projeto elétrico industrial 198 2 Para determinação da demanda solicitada da rede por um motor elétrico devese analisar os seguintes fatores I Potência nominal e potência de eixo do motor cv II Fator de utilização e fator de potência do motor III Rendimento do motor Analise os aspectos citados I a III e assinale a alternativa que corresponde às afirmativas corretas a Apenas II e III b Apenas I e III c I II e III d Apenas I e II e Apenas II 3 Para determinação das condições de atendimento de energia elétrica para sistemas atendidos em alta tensão é necessário conhecer as características das modalidades tarifárias Uma dessas modalidades tarifárias disponíveis cobra pelo consumo e pela demanda variando o valor de ambos de acordo com o posto horário Os consumidores que devem aderir a essa modalidade são os pertencentes aos subgrupos A1 A2 ou A3 uso obrigatório e os subgrupos A3a A4 e AS têm a possibilidade de se enquadrar nessa tarifa ou não uso opcional Qual modalidade tarifária se enquadra nas características descritas acima a Tarifa horosazonal verde b Tarifa horosazonal azul c Tarifa convencional d Tarifa monômia e Tarifa branca U4 Projeto elétrico industrial 199 Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 5422 Projeto de linhas aéreas de transmissão e subtransmissão de energia elétrica Rio de Janeiro ABNT 1985 57 p NBR 14039 Instalações elétricas de média tensão de 10 kV a 362 kV Rio de Janeiro ABNT 2005 87 p NBR 15688 Redes de distribuição aérea de energia elétrica com condutores nus Rio de Janeiro ABNT 2012 154 p NBR 10898 Sistema de iluminação de emergência Rio de Janeiro ABNT 2013 38 p GEDRA Ricardo Luiz BARROS Benjamim Ferreira de BORELI Reinaldo Geração transmissão distribuição e consumo de energia elétrica São Paulo Érica 2014 144 p MAMEDE FILHO João Instalações elétricas industriais 8 ed Rio de Janeiro LTC 2010 666 p MINISTÉRIO DO EMPREGO E TRABALHO MTE NR 10 Segurança em instalações e serviços de eletricidade 2004 14p PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA PROCEL Manual de tarifação da energia elétrica Rio de Janeiro Eletrobras 2011 55 p Disponível em httpwwwmmegovbrdocuments105841985241Manual20de20Tarif20 En20El2020ProcelEPP2020Agosto2011pdf Acesso em 11 set 2017 KLS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Instalações elétricas