Material Teórico sobre Projetos de Instalações Elétricas

Eletricidade e Instalações Elétricas Material Teórico Projeto de Instalações Elétricas Responsável pelo Conteúdo Prof Me Vinicius Azevedo Borges Revisão Textual Profa Esp Kelciane da Rocha Campos UNIDADE Projeto de Instalações Elétricas Símbolos Previsão de Cargas Dispositivos de Comando Conductores Fator de Demanda OBJETIVO DE APRENDIZADO Reconhecer elementos constitutivos de projetos de instalações elétricas bem como avaliar dimensionamentos de condutores e demanda de potência elétrica Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional siga algumas recomendações básicas Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias Isso amplia a aprendizagem Determine um horário fixo para estudar Mantenha o foco Evite se distrair com as redes sociais Seja original Nunca plágie trabalhos Aproveite as indicações de Material Complementar Conserve seu material e local de estudos sempre organizados Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado Assim Organize seus estudos de maneira que pas sem a fazer parte da sua rotina Por exemplo você poderá determinar um dia e horário fixos como seu momento de estudo Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar lembrese de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo No material de cada Unidade há leituras indicadas e entre elas artigos científicos livros vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade Além disso você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar que ampliará sua interpretação e auxiliará no pleno entendimento dos temas abordados Após o contato com o conteúdo proposto participe dos debates mediados em fóruns de discussão pois isso irá auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento além de propiciar o aprendizado com colegas e outros e se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de experiências Símbolos Um projeto de instalação elétrica deve apresentar de maneira detalhada todos os elementos necessários à utilização da energia elétrica Em geral o projeto deve ser constituído das seguintes partes memória conjunto de plantas especificações e orçamento A memória é onde estão presentes cálculos e justificativas para as soluções tomadas pelo projetista O conjunto de plantas deverá apresentar todos os elementos necessários à execução do projeto Nas especificações são descritas as características técnicas como tipos de materiais utilizados e normas reguladoras No orçamento é apresentado um levantamento dos custos de materiais e mão de obra Para simplificar a descrição e compreensão de um projeto são utilizados símbolos gráficos padronizados que indicam elementos específicos do projeto No Brasil a NBR 54441989 seria responsável pela padronização dos símbolos utilizados nas representações das instalações elétricas prediais porém esta norma foi cancelada em 2014 devido à falta de revisão A simbologia utilizada atualmente pertence à database das IEC 60417 Graphical symbols for use on equipment e IEC 60617 Graphical symbols for diagrams ABNT Dossiê Técnico Símbolos gráficos para instalações prediais São Paulo 2015 Disponível em httpbitly2lyn5pG Como as listas de símbolos presentes nessa database são bastante grandes vamos nos ater àqueles que são mais utilizados nos projetos de instalações elétricas Estes símbolos representam a localização de pontos de consumo de energia comandos trajeto de condutores entre outros componentes O elemento círculo pode representar um ponto de luz um interruptor ou qualquer dispositivo embutido no teto Pontos de luz devem ser representados por círculos maiores que interruptores para não haver confusão na interpretação e devem apresentar a identificação do número do circuito o ponto de comando quantidade de elementos de iluminação e potência nominal do ponto Já os interruptores devem apresentar indicação de qual ponto devem comandar Os triângulos representam em geral as tomadas ou pontos de consumo de energia Algumas variações gráficas podem indicar mudança de função significação do ou nível de instalação Os símbolos de pontos de consumo de energia devem acompanhar o número do circuito e a potência em voltAmperes Os quadrados representam elementos no piso ou elementos conversores de energia como motores elétricos Tabela 1 Identificação dos quadros de distribuição Unificar Significado Observações Quadro terminal de luz e força aparente QD Quadro terminal de luz e força embutido QD Quadro geral de luz e força aparente QD Quadro geral de luz e força embutido QD Caixa de telefones QD Med Caixa para medidor ou Quadro de medição embutido QM Os interruptores ou elementos de comando são indicados por círculos com a identificação por uma letra minúscula de qual é o ponto comandado No caso de um interruptor de luz por exemplo a mesma letra minúscula presente na proximidade do círculo que indica o interruptor deverá estar presente na proximidade do círculo que indica o terminal de luz Algumas variações no círculo indicam a presença de interruptores de duas ou mais seções interruptores do tipo paralelo também conhecidos como threeway ou outras funções com interruptor como mostra a Tabela 2 Tabela 2 Identificação dos interruptores Símbolo Significado Observação a Interruptor de uma seção Letra minúscula indica o ponto comandado a b Interruptor de duas seções Letra minúsculas indicam os pontos comandados a b c Interruptor de três seções Letra minúsculas indicam o ponto comandado a Interruptor paralelo ou ThreeWay Letra minúscula indica o ponto comandado a Interruptor intermediário ou FourWay Letra minúscula indica o ponto comandado Tabela 3 Identificação dos pontos de luz Unificar Significado Observações a Ponto de luz incandescente no teto Indicar o número de lâmpadas e a potência em watts a Ponto de luz incandescente no teto embutido a Ponto de luz incandescente na parede arandela a Ponto de luz a vapor de mercúrio no teto Indicar o número de lâmpadas e a potência em watts a Ponto de luz fluorescente no teto indicar o número de lâmpadas e na legenda o tipo de partida do reator a Ponto de luz fluorescente na parede a Ponto de luz fluorescente no teto em circuito vigia emergência a Ponto de luz incandescente no teto em circuito vigia emergência Sinalização de tráfego rampas entradas etc Lâmpada de sinalização Previsão de Cargas Em um projeto de instalações elétricas devese considerar os tipos de dispositivos que deverão ser ligados à rede elétrica a fim de se realizar o correto dimensionamento dos condutores dos dispositivos de proteção dos circuitos entre outros fatores Para isso devese considerar a carga de cada equipamento que corresponde à sua potência nominal absorvida Este valor em geral é fornecido pelo fabricante mas pode ser também calculado a partir da corrente nominal tensão nominal e fator de potência do equipamento No caso de previsão de cargas para iluminação deve ser utilizada a norma NBR 54102004 que adota os seguintes critérios considerando cargas de iluminação incandescente Deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m² de área do ambiente Para cômodos com área superior a 6 m² deve ser acrescida uma carga de 60 VA para cada aumento de 4 m² inteiros Esta norma ainda adverte que estes valores são para fins de dimensionamento dos circuitos não possuindo relação direta com as potências nominais das lâmpadas utilizadas Se considerarmos então um banheiro com área de 5 m² uma cozinha com área de 8 m² e uma sala com área de 15 m² podemos calcular de acordo com a NBR 5410 as seguintes cargas para cada ambiente Banheiro 1 carga de 100 VA pois possui área inferior a 6 m² Cozinha 1 carga de 100 VA para os primeiros 6 m² Os 2 m² restantes não exigirão carga extra pois não somam uma área de 4 m² inteiros Sala 1 carga de 100 VA para os primeiros 6 m² acrescida de duas cargas extras de 40 VA referentes aos 9 m² restantes que somam duas áreas inteiras de 4 m² mais um resto de 1 m² que não influencia no resultado Portanto a carga total da sala será de 180 VA No caso de se utilizar iluminação com lâmpadas fluorescentes as cargas deverão ser inferiores pois este tipo de lâmpada possui maior eficiência que as lâmpadas incandescentes A previsão de cargas em tomadas de acordo com a mesma norma deve ser realizada considerandose dois tipos de tomadas as TUG tomadas de uso geral e as TUE tomadas de uso específico Projeto de Instalações Elétricas Os pontos de TUG não devem ser utilizados para equipamentos específicos como condicionadores de ar chuveiros elétricos refrigeradores aquecedores entre outros e a norma limita apenas o número mínimo de segurança de um cômodo podendo ser instaladas mais tomadas a pedido do cliente ou por decisão do projetista Para o cálculo do número mínimo de TUG devese considerar a área e o perímetro do cômodo em questão Os critérios para cálculo da quantidade de tomadas de uso geral de acordo com a NBR 5410 são os seguintes Em cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m² no mínimo 1 TUG de 100 VA Em cômodos ou dependências com área superior a 6 m² no mínimo 1 TUG de 100 VA para cada 5 m de perímetro mais 1 TUG de 100 VA para frações de perímetro espaçadas tão uniformemente quanto possível Em banheiros no mínimo 1 TUG de 100 VA junto ao lavatório com distância mínima de 60 cm do box Em copa cozinha ou área de serviço 1 TUG de 600 VA a cada 35 m ou fração de perímetro até o máximo de 3 TUG Para o perímetro excedente adicionar 1 TUG de 100 VA para cada fração de perímetro Para bancadas com largura igual ou superior a 30 cm no mínimo 1 TUG de 100 VA Em subsolos varandas garagens ou sótãos no mínimo 1 TUG de 100 VA independentemente da área Quanto às tomadas de uso específico a norma da ABNT fornece uma tabela de potências de cada tipo de equipamento Caso o equipamento a ser utilizado não se encontre na tabela devese utilizar o valor fornecido pelo fabricante A tabela encontrada na NBR 5410 para consulta de potência de TUE é encontrada na Tabela 5 Tabela 5 Tabela da NBR 5410 para consulta de potência de TUE Aparelho Carga W 50 a 100 1000 150 a 200 1250 250 1500 300 a 350 2000 400 2500 Aquecedor de Água Local 4000 a 8000 Aquecedor Ambiente 700 a 1300 Cafeteira 1000 Chuveiro 3000 a 8800 Congelador Freezer 350 a 500 Copiadora Xerox 1500 a 6500 Exaustor para cozinha 300 a 500 onde PA corresponde ao valor da Potência Ativa PN corresponde ao valor da Potência Nominal e FPA corresponde ao fator de potência adotado para cada caso por NA contatos normalmente abertos e NF contatos normalmente fechados Mais utilizadas no âmbito industrial as botoeirasqualquer outra função Corrente de CurtoCircuito valor específico de corrente elétrica que provoca a ação do fusível interrompendo a passagem de corrente Tabela 7 Tipos de linhas elétricas trecho da Tabela 33 da NBR 5410 Método de instalação número Esquema ilustrativo Descrição 1 Conduitores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção circular sobre parede parecendo isolante A1 2 Face multipolar em eletroduto aparente de seção circular embutido em eletroteto A2 3 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção circular sobre parede com espaço menor de 03 vez o diâmetro do eletroduto B1 4 Conduitores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção nãocircular sobre parede B2 5 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção nãocircular sobre parede B2 6 Conduitores isolados ou cabos unipolares em eletroduto embutido em alvenaria B1 7 Cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria B1 8 Conduitores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção nãocircular embutido em alvenaria B1 9 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaço desta menos de 03 vez o diâmetro do cabo C 10 Cabos unipolares ou cabo multipolar fixado diretamente no teto C Fonte NBR 54102004 ABNT Determinada a maneira como serão instalados os condutores devese calcular a corrente em amperes que deverá passar pelo condutor Para isso utilizamse os valores de potência ativa calculada no tópico 2 desta unidade Com estes valores é possível escolher a bitola dos condutores empregados no projeto aplicando os fatores de correção para cada situação de instalação e temperatura ambiente A Tabela 8 mostra qual deve ser a seção mínima de área dos condutores para instalações fixas e móveis Tabela 8 Seção mínima dos condutores de acordo com a NBR 5410 Tipo de Instalação Utilização do Circuito Seção Mínima do Condutor mm² Instalação Fixa Circuito de Iluminação 15 Circuito de força tomadas 25 Tomada de uso específico De acordo com o equipamento a ser ligado Ligações Móveis Para um equipamento específico Como especificado na norma do equipamento Para qualquer outra aplicação 075 Fonte SIL A norma ainda prevê que para uma rede trifásica a quatro fios 3 condutores de fase e 1 neutro o condutor neutro pode ter seção reduzida caso o circuito esteja equilibrado O condutor de proteção aterramento também pode ser reduzido seguindo a seguinte regra Se a seção dos condutores fase for menor ou igual que 16 mm² o condutor de proteção deverá possuir a mesma seção Se a seção dos condutores fase for maior que 16 mm² e menor ou igual a 35 mm² o condutor de proteção deverá ter seção mínima de 16 mm² Se a seção dos condutores fase for maior que 35 mm² então o condutor de proteção deverá possuir no mínimo a metade da seção dos condutores fase Após a seleção dos condutores deve ser verificado se satisfazem o critério de queda de tensão admissível Isso porque como os condutores não são perfeitos haverá perda de tensão nos pontos de consumo de energia em relação à tensão nominal da instalação A norma prevê que em qualquer ponto de utilização da instalação a queda de tensão verificada não deve ser superior a em relação à tensão nominal 7 para instalações alimentadas por um transformador ou subestação de transformação 7 calculados a partir dos terminais de saída de um gerador próprio 5 se a instalação for alimentada diretamente a partir de uma rede de distribuição pública de baixa tensão A norma prevê ainda que no caso de equipamentos com corrente de partida muito elevada são permitidas quedas de tensão maiores durante o período de partida e dentro dos limites permitidos pelas normas específicas Tabela 9 Capacidades de condução de corrente trecho da tabela 37 da NBR 5410 Seções nominais mm² Métodos de referência indicados na tabela 33 A1 A2 B1 B2 C D Número de condutores carregados 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Cobre 05 10 9 10 9 12 11 10 11 10 11 12 075 12 11 12 11 13 15 13 15 13 14 15 15 1 15 13 14 13 18 16 20 22 19 17 21 17 15 19 17 185 165 23 20 22 24 26 22 26 22 25 26 23 25 22 31 28 30 26 30 28 30 29 4 35 31 33 30 42 37 40 35 45 40 44 37 6 45 40 42 38 54 48 51 44 58 52 56 46 10 61 54 57 51 75 66 69 60 52 71 63 61 16 81 73 76 68 100 88 90 81 80 107 96 95 25 106 95 99 89 133 117 119 105 138 119 121 101 35 131 117 121 109 164 144 146 128 171 146 122 50 158 141 145 130 198 175 175 154 209 179 173 151 70 200 179 183 164 253 222 221 194 269 229 213 178 95 241 216 220 197 306 269 265 233 328 278 252 211 Fator de Demanda Em uma instalação elétrica raramente são utilizados todos os pontos de luz e todas as tomadas ao mesmo tempo Os cálculos realizados no tópico 2 desta unidade para a Potência Ativa Total correspondem à potência instalada enquanto a potência consumida considerandose apenas os equipamentos efetivamente ligados é chamada de potência utilizada O fator de demanda é dado pela divisão entre a potência utilizada e a potência instalada multiplicado por 100 conforme a equação 4 para que o resultado seja um valor percentual Fator de Demanda potêcia utilizada potêcia instalada 100 Equação 4 As concessionárias de energia possuem normas próprias para o cálculo do fator de demanda portanto é importante consultálas para o desenvolvimento e aprovação de projetos Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade Livros Instalações Elétricas COTRIM A A M B Instalações Elétricas Revisão e adaptação técnica de José Aquiles Baesso Gromoni e Hilton Moreno 5ª ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2009 Instalações Elétricas CRENDER H Instalações Elétricas Atualização e revisão de Luiz Sebastião Costa Rio de Janeiro LTC 2016 NBR 54102004 ABNT NBR 54102004 Instalações elétricas de baixa tensão 2004 IEC 60417 IEC 60417 Graphical Symbols for use on equipment IEC 60617 IEC 60617 Graphical Symbols for Diagrams Referências ABNT NBR 54102004 Instalações Elétricas de Baixa Tensão 2004 COTRIM A A M B Instalações elétricas Revisão e adaptação técnica de José Aquiles Baesso Gromoni e Hilton Moreno 5ª ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2009 CRENDER H Instalações Elétricas Atualização e revisão de Luiz Sebastião Costa Rio de Janeiro LTC 2016 HALLIDAY D RESNICK R WALKER J Fundamentos de Física Vol 3 8ª ed Rio de Janeiro LTC 2009 Cruzeiro do Sul Educacional