Instalação Elétrica

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Ementa Dimensionamento de condutores em média e alta tensão Instalações elétricas industriais Aterramento de Sistemas Industriais Proteção atmosférica Instalações de força em complexos industriais Normas e Projetos Bibliografia básica MAMEDE FILHO João Instalações Elétricas Industriais 6ª7ª8ª Ed Rio de Janeiro LTC 200120072013 CREDER Helio Instalações Elétricas 14ª15ª ed Rio de Janeiro LTC 20022007 COTRIM Ademaro AMB Instalações Elétricas 5ª ed São Paulo Pearson Education 2009 Bibliografia complementar NERY Norberto Instalações Elétricas Princípios e Aplicações 2ª Ed São Paulo Erica 2012 BARROS Benjamim F BORELLI Reinaldo GEDRA Ricardo L Gerenciamento de energia ações administrativas e técnicas de uso adequado da energia elétrica 1ª Ed São Paulo Érica 2011 CAVALIN Geraldo CERVELIN Severino Instalações elétricas prediais 21ª ed São Paulo Érica 2011 NISKIER Júlio Manual de Instalações elétricas 5ªed Rio de Janeiro LTC 2005 MOREIRA Vinícius de A Iluminação elétrica 1ª Ed São Paulo Edgard Blücher 1999 Para a realização das questões considere as seguintes simbologias Esquema TNC Esquema IT Esquema TNCS Questão 1 O aterramento tem como função proteger os equipamentos elétricos usuários e também garantir o bom funcionamento do circuito As figuras abaixo mostram esquemas de aterramento utilizado em instalações elétricas de baixa tensão conforme a NBR 5410 Neste sentido identifique e apresente o significado da simbologia de cada um dos esquemas abaixo a TNC b IT c TNCS Resposta 1a Resposta 1b Resposta 1c b Questão 2 Para o correto funcionamento de uma instalação residencial muitos cuidados devem ser tomados desde o cumprimento de normas correto dimensionamento de componentes e cabos escolha adequada de interruptores tomadas e lâmpadas e um ponto muito importante que é a distribuição dos circuitos da instalação Chamase circuito o conjunto de pontos de consumo pontos de luz e tomadas alimentados pelos mesmos condutores e ligados ao mesmo dispositivo de proteção Todos os circuitos iniciamse no QDC quadro de distribuição de circuitos e finalizam nos pontos de tomadas iluminação e as demais cargas Inserindose neste contexto realize a distribuição dos circuitos elétricos de iluminação da planta abaixo a a a a a Condutor Fase e Neutro do Circuito 1 1 1 1 1 1 a a a b 1 c c b c 1 Questão 3 Considerando a planta baixa ilustrada abaixo e sabendo que a divisão dos circuitos elétricos foi realizada segundo o Quadro 01 Faça a distribuição dos eletrodutos da cozinha do quarto e da área de serviço no esquema apresentado na Figura 01 e depois indique a disposição dos condutores da cozinha do quarto e da área de serviço na planta elétrica Circuito Tipo 1 Iluminação 2 Tomadas de Uso Geral 3 Tomadas de Uso Geral 4 Tomadas de Uso Geral 5 Tomadas de Uso Geral 6 Tomadas de Uso Geral 7 Tomadas de Uso Geral 8 Tomadas de Uso Específico 9 Tomadas de Uso Específico 10 Tomadas de Uso Específico Quadro 01 Divisão dos Circuitos Elétricos da Casa Questão 4 Segundo a Legislação Brasileira o Fator de Potência mínimo permitido para as contas de energia é de 092 Abaixo deste valor a Concessionária deve cobrar multa na fatura de energia sobre o consumo de Potência Reativa além dos 8 máximos permitidos As principais cargas que causam baixo Fator de Potência são lâmpadas fluorescentes transformadores em vazio sem carga ou com baixa carga e motores de indução motores mais usados na indústria Neste sentido determine o triangulo de potência para cada situação abaixo a S 1000 VA e P550W b S 800 VA e fp098 Questão 5 O esquema de aterramento abaixo é de que tipo Indique a nomenclatura e a simbologia adequada para o sistema Questão 6 Considere o seguinte diagrama funcional onde estão esquematizados uma lâmpada e um interruptor Os condutores indicados por I II e III serão indicados por quais elementos Para as questões a seguir considere as seguintes tabelas Questão 7 Considere uma planta com as dependências e dimensões conforme Tabela abaixo Sala 350 m 480 m Cozinha 180 m 340 m Banheiro 145 m 300 m Quarto 1 380 m 270 m Quarto 2 260 m 320 m Varanda 450 m 300 m Determine a previsão de carga mínima de tomadas e iluminação para cada cômodo e proponha uma divisão de circuitos que respeite as convenções adotadas para os circuitos de TUG e iluminação assim como a NBR54102004 Dependência Área Perímetro Pot Iluminação Nº TUGs Pot TUGs Sala Cozinha Banheiro Quarto 1 Quarto 2 Varanda Circuito Tipo Potência VA V V Ip A Questão 8 Para a planta abaixo realize a ligação de eletrodutos e cabos necessários para funcionamento dos dispositivos apresentados considerando norma NBR54102004 Determine o agrupamento a corrente de projeto corrigida e o cabo necessário aos circuitos 1 e 2 conforme NBR54102004 Considere que as tomadas são 127 V 100 W sala e 127 V 600 W cozinha FCT 1 FCA p NCA 2 08 e fp 1 para iluminação e 08 para tomadas Circuito P VA V V NCA FCA Ip A Seção 1 2 1 a TNC TNC TerraNeutro Combinado Significado Neste esquema o neutro e o terra são combinados em um único condutor PEN Protective Earth and Neutral Isso significa que o condutor que serve de neutro também é utilizado como condutor de proteção Vantagens Redução no número de condutores simplificação da instalação Desvantagens Em caso de falha do PEN a proteção contra choques elétricos pode ser comprometida e pode haver maior risco de interferências eletromagnéticas b IT IT Isolado da Terra Significado No esquema IT o ponto neutro do sistema é isolado da terra ou conectado à terra através de uma impedância elevada Os equipamentos metálicos expostos são conectados a uma terra separada Vantagens Maior continuidade de serviço em caso de falha à terra pois uma primeira falha não provoca o desligamento imediato do circuito Desvantagens Requer monitoramento contínuo para detectar a primeira falha à terra e pode ser mais complexo de projetar e manter c TNCS TNCS TerraNeutro CombinadoSeparado Significado Neste esquema o neutro e o terra são combinados em um único condutor PEN desde a origem da instalação até certo ponto onde eles são separados em condutores distintos PE e N Após esse ponto existem dois condutores separados um para o neutro N e outro para a proteção PE Vantagens Combina a simplicidade inicial do TNC com a segurança adicional de um sistema TNS após o ponto de separação Desvantagens Deve garantir que o ponto de separação seja bem identificado e mantido para evitar falhas no sistema de proteção 2 Identificação dos Pontos de Iluminação e Interruptores 1 Pontos de Iluminação 1 Representados por círculos brancos 2 Interruptores a b c Representados por círculos pretos com letras Análise Detalhada dos Circuitos 1 Ponto de Iluminação 1 superior esquerdo Conectado ao interruptor a Alimentado pelo condutor de fase e neutro do Circuito 1 2 Ponto de Iluminação 2 central superior Conectado ao interruptor a Alimentado pelo ponto de iluminação 1 3 Ponto de Iluminação 3 centro da planta Conectado ao interruptor a Alimentado pelo ponto de iluminação 2 4 Ponto de Iluminação 4 direita central Conectado ao interruptor a Alimentado pelo ponto de iluminação 3 5 Ponto de Iluminação 5 inferior direito Conectado ao interruptor a Alimentado pelo ponto de iluminação 4 6 Ponto de Iluminação 6 inferior esquerdo próximo à porta Conectado ao interruptor a Alimentado pelo ponto de iluminação 5 7 Ponto de Iluminação 7 área pequena no canto inferior direito Conectado ao interruptor b Alimentado pelo condutor de fase e neutro do Circuito 1 8 Ponto de Iluminação 8 área pequena no canto inferior direito Conectado ao interruptor b Alimentado pelo ponto de iluminação 7 3 Para desenhar a distribuição dos eletrodutos na planta fornecida considere os seguintes pontos Eletrodutos de Iluminação Devem ser distribuídos de forma a alimentar os pontos de luz em cada cômodo conforme o Circuito 1 Eletrodutos de Tomadas de Uso Geral TUG Devem ser distribuídos de forma a alimentar todas as tomadas de uso geral nos respectivos cômodos utilizando os circuitos 2 a 7 conforme indicado no Quadro 01 Eletrodutos de Tomadas de Uso Específico Devem ser distribuídos de forma a alimentar todas as tomadas de uso específico especialmente em áreas como a cozinha e a área de serviço utilizando os circuitos 8 a 10 conforme indicado no Quadro 01 A disposição dos condutores deve ser realizada seguindo as normas de segurança e as orientações da NBR 5410 Aqui está um exemplo de como a distribuição pode ser feita na planta Cozinha Um eletroduto para a iluminação Circuito 1 Um eletroduto para as TUGs Circuitos 2 3 e 4 Um eletroduto para as TUEs Circuito 8 Quarto Um eletroduto para a iluminação Circuito 1 Um eletroduto para as TUGs Circuitos 5 e 6 Área de Serviço Um eletroduto para a iluminação Circuito 1 Um eletroduto para as TUGs Circuito 7 Um eletroduto para as TUEs Circuito 9 4 Então o triângulo de potência é Potência ativa P 784 W Potência reativa Q 15916 VAR Potência aparente S 800 VA 5 Observando a figura apresentada a configuração do esquema de aterramento pode ser identificada da seguinte forma Condutor PEN Proteção e Neutro Combinados Isso indica que inicialmente o sistema utiliza um condutor combinado de proteção e neutro Separação em N e PE Em certo ponto do sistema o condutor PEN é separado em dois condutores distintos Neutro N e Terra de Proteção PE Portanto o esquema de aterramento ilustrado é o Esquema TNCS 6 Condutor I Fase Geralmente o condutor de fase é responsável por levar a corrente elétrica do quadro de distribuição até o interruptor No diagrama funcional este condutor é representado pela linha que conecta diretamente o quadro de distribuição ao interruptor Condutor II Retorno O condutor de retorno é o que liga o interruptor à lâmpada Este condutor é responsável por fechar o circuito quando o interruptor é acionado permitindo que a corrente passe pela lâmpada Condutor III Neutro O condutor neutro é responsável por completar o circuito levando a corrente de volta ao quadro de distribuição No diagrama este condutor é representado pela linha que conecta a lâmpada de volta ao neutro do quadro de distribuição 6 Sala Área 350 m x 480 m 1680 m² Iluminação 1680 m² 4 m² 42 5 x 100 VA 500 VA Perímetro 350 m 480 m 350 m 480 m 1660 m Tomadas 1660 m 5 m 332 4 tomadas x 100 VA 400 VA Cozinha Área 180 m x 340 m 612 m² Iluminação 612 m² 4 m² 153 2 x 100 VA 200 VA Perímetro 180 m 340 m 180 m 340 m 1040 m Tomadas 1040 m 5 m 208 3 tomadas x 100 VA 300 VA Banheiro Área 145 m x 300 m 435 m² Iluminação 435 m² 4 m² 109 2 x 100 VA 200 VA Perímetro 145 m 300 m 145 m 300 m 890 m Tomadas 890 m 5 m 178 2 tomadas x 100 VA 200 VA Tomada Específica Chuveiro 5500W 127V 433 A Quarto 1 Área 380 m x 270 m 1026 m² Iluminação 1026 m² 4 m² 257 3 x 100 VA 300 VA Perímetro 380 m 270 m 380 m 270 m 1300 m Tomadas 1300 m 5 m 260 3 tomadas x 100 VA 300 VA Quarto 2 Área 260 m x 320 m 832 m² Iluminação 832 m² 4 m² 208 3 x 100 VA 300 VA Perímetro 260 m 320 m 260 m 320 m 1160 m Tomadas 1160 m 5 m 232 3 tomadas x 100 VA 300 VA Varanda Área 450 m x 300 m 1350 m² Iluminação 1350 m² 4 m² 337 4 x 100 VA 400 VA Perímetro 450 m 300 m 450 m 300 m 1500 m Tomadas 1500 m 5 m 300 3 tomadas x 100 VA 300 VA Divisão dos Circuitos Circuito de Iluminação Sala 500 VA Cozinha 200 VA Banheiro 200 VA Quarto 1 300 VA Quarto 2 300 VA Varanda 400 VA Total Iluminação 1900 VA Circuito de Tomadas de Uso Geral TUG Sala 400 VA Cozinha 300 VA Banheiro 200 VA Quarto 1 300 VA Quarto 2 300 VA Varanda 300 VA Total TUG 1800 VA Circuito de Tomadas de Uso Específico TUE Banheiro Chuveiro 5500 VA Resumo da Divisão de Circuitos Circuito 1 Iluminação 1900 VA Circuito 2 TUG 1800 VA Circuito 3 TUE 5500 VA 8 Dados dos Circuitos Tomadas Cozinha Potência 600 W Tensão 127 V Fator de Correção de Temperatura FCT 1 Fator de Correção de Agrupamento FCA para NCA 2 08 Fator de Potência fp 08 Iluminação Sala Potência 100 W Tensão 127 V Fator de Correção de Temperatura FCT 1 Fator de Correção de Agrupamento FCA para NCA 2 08 Fator de Potência fp 1 Cálculo das Correntes 1 Dimensionamento dos Condutores De acordo com a NBR 5410 consideramos a tabela de capacidade de condução de corrente para selecionar os cabos adequados Para a corrente corrigida de 739 A Tomadas um condutor de seção de 15 mm² seria suficiente Para a corrente corrigida de 099 A Iluminação um condutor de seção de 10 mm² seria suficiente Resumo dos Resultados Circuito 1 Iluminação Corrente de Projeto Corrigida 099 A Seção do Condutor 10 mm² Circuito 2 Tomadas Corrente de Projeto Corrigida 739 A Seção do Condutor 15 mm²