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Engenharia Elétrica ·
Instalações Elétricas
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Texto de pré-visualização
Instalações Industriais Material Teórico Responsável pelo Conteúdo Prof Me Robmilson Simões Gundim Revisão Textual Prof Me Luciano Vieira Francisco Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Linhas Elétricas Definições Fios Cabos Unipolares e Condutores Isolados Seção Nominal Resistência dos Condutores Isolação e Isolamento Condutos Elétricos Eletrodutos Limitações Descritivo das Limitações Compreender os conceitos fundamentais sobre linhas elétricas OBJETIVO DE APRENDIZADO Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas 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 Assim Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina Por exemplo você poderá determinar um dia e horário fixos como seu momento do 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 tam bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados Após o contato com o conteúdo proposto participe dos debates mediados em fóruns de discus são pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento além de propiciar o contato com seus colegas e tutores o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco Evite se distrair com as redes sociais Mantenha o foco Evite se distrair com as redes sociais Determine um horário fixo para estudar Aproveite as indicações de Material Complementar Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar lembrese de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias Isso amplia a aprendizagem Seja original Nunca plagie trabalhos UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Linhas Elétricas Definições No universo das instalações industriais devido aos riscos envolvidos e à sua grande importância a instalação elétrica é uma das áreas mais significativas de uma empresa e por isso será objeto de estudo desta Disciplina De uma forma geral linhas elétricas são conjuntos de condutores e condutos que dependendo da maneira como são construídos classificamse em Aérea Aparente Embutida Subterrânea A Norma Brasileira de Regulamentação NBR 54102004 da Associação Bra sileira de Normas Técnicas ABNT que se refere às instalações elétricas em baixa tensão apresenta outras definições complementares referentes às linhas elétricas as quais para um profissional que atua ou atuará em instalações industriais tornam se necessárias à sua compreensão Para reforçar e garantir a compreensão de tais conceitos é necessária uma releitura das principais partes da referida norma relacionada a este item Neste contexto a norma técnica referente às instalações elétricas de baixa ten são ABNT NBR 54102004 em seu capítulo 3 apresenta as seguintes definições sobre linhas elétricas representadas e comentadas nas tabelas 1 e 2 Tabela 1 Definições sobre linhas elétricas Item da Norma Comentários Linha elétrica de sinal linha em que trafegam sinais eletrônicos sejam de telecomunicações de in tercâmbio de dados de controle de automação etc A linha elétrica não se refere exclusivamente aos cir cuitos de iluminação e às tomadas mas a todo tipo de circuitos com sinais elétricos Linha externa linha que entra ou sai de uma edifica ção seja a linha de energia de sinal uma tubulação de água de gás ou de qualquer outra utilidade O termo linha externa utilizado na Norma referese à linha de energia das mais variadas formas e não exclusivamente às linhas de sinais elétricos Ponto de entrega ponto de conexão do sistema elé trico da empresa distribuidora de eletricidade com a instalação elétrica das unidades consumidoras e que delimita as responsabilidades da distribuidora definidas pela autoridade reguladora Os tópicos a seguir mostram as notas referentes a estes trechos da Norma Ponto de entrada em uma edificação ponto em que uma linha externa penetra na edificação Notas referentes a este trecho da Norma No caso das linhas elétricas de energia não se deve confundir ponto de entra da com ponto de entrega A referência fundamental do ponto de entrada é a edificação ou seja o corpo principal ou cada um dos blocos de uma proprie dade No caso de edificações com pavimento em pilotis geralmente o térreo e nas quais a entrada da linha elétrica externa se dá no nível do pavimento 8 9 em pilotis o ponto de entrada pode ser considerado como o ponto em que a linha penetra no compartimento de acesso à edificação hall de entrada Pilotis é o sistema construtivo em que uma edificação é sustentada por meio de espécie de grelha de pilares em seu pavimento térreo Explor Além da edificação em si outra referência indissociável de ponto de entrada é o Barramento de Equipotencialização Principal BEP localizado junto ou bem próximo do ponto de entrada NBR 54102004 item 6421 Em continuidade às definições apresentadas nas normas Tabela 2 Defi nições sobre linhas elétricas Item da Norma Comentários Ponto de utilização ponto de uma linha elétrica destinado à conexão de equipamento de utilização O ponto de utilização é aquele onde os equipamentos serão efetivamente conectados à rede elétrica Ponto de tomada ponto de utilização em que a conexão do equipamento ou equipamentos a serem alimentados é feita por meio de tomada de corrente Os tópicos a seguir mostram as notas referentes a estes trechos da Norma Notas referentes a este trecho da Norma Um ponto de utilização pode ser classificado entre outros critérios de acordo com a tensão da linha elétrica a natureza da carga prevista ponto de luz ponto para aquecedor ponto para aparelho de arcondicionado etc e o tipo de conexão previsto ponto de tomada ponto de ligação direta Uma linha elétrica pode ter um ou mais pontos de utilização Um mesmo ponto de utilização pode alimentar um ou mais equipamentos Das três últimas notas vale destacar a terceira na qual representa uma alteração significativa na interpretação referente à diferença entre os termos Tomada de Uso Geral TUG e Ponto de Tomada de Uso Geral PTUG TUG era e ainda é utilizada no dia a dia pois além de criada na edição anterior da revisão da Norma em 2004 não se pode dizer que está errada dado que real mente é uma tomada de uso geral Entretanto após a publicação da Norma vigente desde 2004 tornase mais adequado a utilização da sigla PTUG ou seja Ponto de Tomada de Uso Geral exatamente por permitir que um mesmo ponto de utilização possa alimentar um ou mais equipamentos de utilização Isso a princípio pode não parecer tão signi ficativo mas é Para ilustrar basta lembrar que antes da alteração a Norma orientava quando da definição de quantidade mínima de tomadas a serem previstas em uma sala com 19 metros de perímetro por exemplo e aplicando a regra de prever 1 tomada a 9 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas cada 5 metros ou fração de perímetro o resultado era que quatro tomadas aten diam o mínimo que a norma estabelecia No entanto é senso comum saber que quatro tomadas nos dias atuais para uma sala não são suficientes Por isso a altera ção para pontos de tomadas é significativa pois apesar de numericamente a regra continuar definindo quatro agora são quatro pontos de tomadas de uso geral e em cada ponto podendo ser instalados até três tomadas em caixas 4 2 ou até seis tomadas em caixas 4 4 tudo com a mesma fiação devidamente dimensionada Essa pequena grande mudança tem o objetivo de eliminar a utilização de ex tensões benjamins eou filtros de linha para alimentar equipamentos pois a pro posta é que em uma instalação bem planejada realizase a previsão e instalação de pontos de tomada de uso geral que atendam de forma plena às necessidades dos usuários sem a necessidade do uso desses tipos de acessórios que devem ser empregados somente em instalações provisórias e não por definitivo pois ao serem utilizadas de forma indiscriminada podem ser as causas de incidentes ou até acidentes mais graves tais como princípios de incêndios devido ao aquecimento natural existente em quaisquer conexões elétricas Importante Alguém poderia questionar se o aquecimento citado não continuará existindo mesmo que sejam adotadas as medidas apresentadas e a resposta é sim ou seja continuará porém se houver qualquer ponto mais quente possivelmente estará dentro da caixa de passagem distante de materiais altamente inflamáveis comumente utilizados em es tantes ou móveis em tese aquele ponto estará alimentado por uma linha elétrica devi damente dimensionada e consequentemente protegida Trocando ideias Você sabe dizer o que é uma linha elétrica bem dimensionada Explor Tratase da realização de estudo e planejamento da instalação elétrica ou seja é prever a fiação e os condutos adequados para cada situação de uso A última edição da Norma de instalações elétricas de baixa tensão ABNT NBR 54102004 passa por revisão Enquanto não é finalizada vale a última publicação de 2004 No entanto para aqueles que desejarem saber quais os pontos de discussão tratados a sugestão é aces sar as publicações disponíveis na Revista de Normas com autoria do engenheiro Eduardo Daniel e disponíveis em httpsbitly2Hj76Nz e httpsbitly2IMRAM2 Explor Você deve ter compreendido a definição e os conceitos referentes às linhas elé tricas e a importância do conhecimento correlacionado adquirido para um profis sional que além de usuário pode ser um gestor ou manutentor de uma instalação industrial Vamos nos aprofundar mais um pouco estudando ou revisando as dife renças entre fios cabos unipolares e condutores isolados 10 11 Fios Cabos Unipolares e Condutores Isolados Em complemento às características apresentadas até o momento referentes às linhas elétricas uma das partes integrantes são os condutores Com o intuito de organizar e reforçar as definições sobre os tipos de condutores existentes estudare mos os principais Tamietti 2001 apresenta as seguintes definições Fio é o condutor de seção transversal uniforme em maior parte cilíndrica maciço e com certa flexibilidade Condutor encordoado é o conjunto de fios enfeixados helicoidalmente ou seja condutores mais flexíveis que os fios Cabo é o condutor encordoado por um conjunto de fios encordoados isola dos ou não entre si Condutor isolado é o fio ou cabo constituído apenas de isolação a e b É comum sobrepor à camada de isolação outra especialmente resistente à abra são denominada cobertura c e d Denominase cabo unipolar aquele consti tuído por um único condutor isolado e dotado no mínimo de cobertura c Por fim cabo multipolar é aquele constituído por dois ou mais condutores iso lados e dotado no mínimo de cobertura d Figura 1 Tipos de fi os e cabos Fonte adaptada de Tamietti 2001 11 Seção Nominal Os condutores são caracterizados pela seção nominal S em mm² Ao contrário do que possa parecer S não se refere à área transversal do condutor mas sim ao enquadramento do condutor à série métrica de valores padrões de resistência elétrica Esta série estabelecida pela IEC International Electrotechnical Commision atribui um valor de S para a resistência elétrica máxima que condutores com um quilômetro de comprimento e a 20 C podem apresentar A Tabela 3 mostra a série métrica IEC Para melhor entendimento de que a seção nominal S não é exatamente a área do condutor veja o exemplo a seguir Para um fio isolado de 40 mm² de seção nominal a Tabela 4 indica que o diâmetro nominal do condutor é igual a 22 mm Desse modo o valor da área transversal da seção metálica do condutor fica As πD² 4 As 380 mm² Portanto diferente da seção nominal S 40 mm² Tabela 4 Dados médios de fios e cabos Seção nominal mm² Diâmetro Nominal do Condutor D mm Espessura Nominal da Isolação mm Diâmetro Externo Nominal De mm Área Externa Aa mm² 05 08 06 21 35 075 10 06 22 38 1 11 06 24 45 15 14 07 28 62 25 17 08 34 91 4 22 08 39 119 6 27 08 44 152 10 35 10 56 246 Resistência dos Condutores A determinação da resistência elétrica dos condutores utilizados em corrente alternada é dada pela segunda Lei de Ohm como segue R ρ L As R Onde R Resistência elétrica Ω ρ resistividade mm²m L comprimento m As área transversal da seção metálica do condutor mm² R aumento da resistência próprio dos circuitos em CA O aumento na resistência própria dos circuitos de corrente alternada em Ω se dá devido a dois efeitos Pelicular fenômeno pelo qual o valor eficaz da densidade de corrente por unidade de área é maior perto da superfície externa dos condutores Desse modo a área que efetivamente conduz a corrente é menor havendo por consequência aumento da resistência De proximidade fenômeno caracterizado pela distribuição não uniforme da densidade de corrente por influência da corrente que percorre condutores próximos Desconsiderando tais efeitos ou seja desconsiderando o R somente para efeito comparativo ao se determinar a resistência elétrica de 100 metros de condutor de cobre recoberto de seção nominal de Sn 400 mm² utilizando a área transversal da seção metálica do condutor de As 380 mm² e também pela própria seção nominal poderseá comparar a diferença Observação ρCu resistividade do cobre 00172 Ωmm²m R ρ L As 00172 Ωmm² m x100 m R 00172 Ωmm² 380 mm² 0452 Ω ou 466 mΩ No entanto utilizando a própria seção nominal ao invés da área transversal da seção metálica o resultado é R ρ L S n 00172 Ωmm² m 100 m 4 mm² 043020u 430 mΩ A diferença de 2263 mΩ neste caso parece não ser tão significativa ao se determinar 100 metros no entanto podese notar que quanto maior o comprimento do cabo maior será o significado pois maiores serão as perdas causadas pela resistência Podese concluir que para análises mais precisas se faz necessário levar em consideração a área transversal da seção metálica enquanto que para um valor estimado o uso da seção nominal também é utilizado como pode ser encontrado em diversas literaturas Além do exposto como informado desconsiderar o ΔR também influencia a determinação da resistência do cabo sem contar que um cabo sob a influência da frequência da corrente alternada terá a reatância indutiva Para que se tenha ideia dessas influências veja a Tabela 5 a seguir Tabela 5 Resistência elétrica de fios e cabos Resistência Elétrica e Reatância Indutiva de Fios e Cabos Valores em Ωkm Tipo do Condutor Condutores isolados cabos unipolares e multipolares Material da Isolação PVC EPR XLPE Método de Instalação Condutos fechados nãomagnéticos Circuito FN FF 3F Seção Nominal mm² R 15 1448 016 25 887 015 4 552 014 6 369 013 10 219 013 16 138 012 25 087 012 35 063 011 50 047 011 70 032 010 95 023 010 120 019 010 Fonte adaptada de Tiametti 2001 p 10 Na Tabela 5 podese verificar portanto que o cabo de seção nominal de 40 m² ao invés dos convertidos 452 Ωkm encontrados no primeiro cálculo realizado resulta no valor de 552 Ωkm e ainda 014 Ωkm de reatância indutiva A Tabela 5 apresenta assim o valor considerando o ΔR que no cálculo apresentado para simples comparação foi desconsiderado 15 A conversão para 452 Ωkm se deu da seguinte forma O valor encontrado de 0452 Ω foi para cada 100 metros de cabo Assim dividindo por 100 encontrase por metro 452 m Ωm e para saber por km multiplicase por 1000 ou seja 452 m Ωm 1000 totalizando 452 Ωkm valor este que não está tão distante mas difere dos 552 Ωkm apresentados na Tabela 5 mas devidamente justificados pelo aumento da resistência R Explor Importante Deu para perceber a diferença entre os tipos de cabos existentes bem como a distinção entre os valores calculados de resistência Em resumo os condutores são praticamente divididos em condutores isolados cabos unipolares eou multipolares Referente às resis tências apesar da segunda Lei de Ohm permitir determinar o valor da resistência dos fios e cabos para análises mais precisas além da correta utilização da área transversal da seção metálica devese considerar o aumento da resistência caso a utilização se dê em circuitos alimentados por corrente alternada Assim podese concluir que para cada situação deve se analisar qual forma é a mais prática e adequada Além disso sempre que necessário é possível consultar as tabelas disponibilizadas pelos fabricantes e que apresentam os va lores de resistência e reatância indutiva para cabos em suas diversas maneiras de instalar Trocando ideias Isolação e Isolamento A isolação ou material dielétrico ou material isolante como é comumente conhecido é aplicada aos condutores para isolar a parte viva ou seja energiza da do exterior reduzindo ou eliminando o risco de choques e curtoscircuitos Em baixa tensão utilizase a isolação em PVC Cloreto de Polivinila EPR borracha EtilenoPropileno ou XLPE polietileno reticulado A isolação em PVC e EPR são os tipos mais comuns e têm as seguintes proprie dades específicas Propriedades do PVC Rigidez dielétrica elevada porém as perdas dielétricas também são elevadas prin cipalmente acima de 10 kV o que limita o seu uso a tensões máximas de 6 kV Considerável resistência a agentes químicos e à água Boa resistência à propagação de chama Entretanto quando submetido ao fogo gera considerável quantidade de fumaça e de gases tóxicos e corrosivos Propriedades do EPR Excelente resistência ao envelhecimento permitindo a aplicação de altas den sidades de corrente Ótima flexibilidade mesmo em baixas temperaturas 15 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Elevada resistência dielétrica e baixas perdas dielétricas o que permite o seu uso em altas tensões usualmente até 138 kV Boa resistência a agentes químicos e à água Importante Uma importante informação é não confunda isolação com isolamento Isolação tem sentido estritamente qualitativo isolação de PVC EPR etc Isolamento por sua vez tem sentido quantitativo Importante Assim na verdade a forma correta de dizer é tensão de isolamento valor rela cionado à espessura da isolação e às características da instalação nível de tensão A tensão de isolamento de um condutor é especificada por dois valores sepa rados por uma barra o primeiro indicando a tensão faseneutro Uo o segundo indicando a tensão fasefase U ou seja UoU como por exemplo 061 kV Conforme a tensão fasefase do isolamento os condutores são classificados como de Baixa tensão U 1kV Média tensão 1kV U 35kV Alta tensão U 35kV A classificação dos condutores de baixa média ou alta tensão se dá em função da espessura e do tipo de material utilizado em suas isolações devido às limitações de cada tipo de material para isolar o campo elétrico gerado pela tensão Além disso outro fator significativo é o efeito Joule que é o aquecimento gerado pela corrente que circula no condutor Dependendo da temperatura os materiais utiliza dos na isolação podem perder as suas propriedades isolantes Assim os condutores são classificados em três classes térmicas temperatura em regime Permanente valor máximo no qual a isolação pode permanecer indefinida mente A corrente máxima possível de ser conduzida nessa condição define a denominada capacidade de condução do condutor sendo para isolação em PVC 70 C EPR 90 C De sobrecarga valor máximo no qual a isolação pode permanecer durante 100 horas em um período de 12 meses porém sem superar 500 horas ao longo da vida do condutor sendo para isolação em PVC 100 C EPR 130 C De curtocircuito valor máximo no qual a isolação pode permanecer por apenas 5 segundos ao longo da vida do condutor sendo para isolação em PVC 160 C EPR 250 C 16 17 Como pode ser observado o EPR tem capacidade superior ao PVC ou seja o EPR propicia maior capacidade de condução de corrente ao condutor pois permite atingir maiores temperaturas Para uma suposta corrente elétrica em um circuito elétrico de uma instalação industrial quando se deseja maior flexibilidade menor seção nominal e maior capacidade em suportar correntes de sobrecarga e de curtocircuito qual é a melhor opção Explor Analisando a pergunta e o estudo realizado deu para perceber que sob os as pectos levantados a resposta é o cabo com isolação em EPR Porém vale observar que em instalações elétricas residenciais ou mesmo partes das industriais na qual a classe térmica não seja tão relevante a relação custobenefício leva à utilização dos cabos com isolação em PVC Essas informações devem subsidiar o responsável pela elaboração da lista de ma teriais de uma instalação industrial devendo ainda ser observado o comportamento dos condutores em condições de fogo e incêndio Importante A isolação eou a cobertura requerem certa quantidade de materiais orgânicos que por serem combustíveis podem propiciar aos cabos a perigosa característica de elemento propagador de fogo Trocando ideias Quanto a esse aspecto os cabos são classificados em quatro categorias Propagador de chama quando submetido à ação direta da chama mesmo por curto intervalo de tempo o cabo entra em combustão e a mantém após a retira da da chama ativadora Tais cabos podem contribuir para o desenvolvimento e a propagação de incêndios EPR e XLPE estão incluídos nesta categoria Não propagador de chama quando a chama se extingue após cessar a causa ativadora Entre outros fatores o comportamento desses cabos em relação ao fogo depende em grande parte do tempo de exposição à chama da intensi dade desta e da quantidade de cabos agrupados Os condutores de cobre com isolação de PVC do tipo BW NBR 6148 incluemse nesta categoria Resistente à chama quando a chama não se propaga mesmo em caso de exposição prolongada Quando submetidos ao rigoroso ensaio de queima ver tical efetuado em feixe de cabos com concentração de material combustível bem definida de acordo com a NBR 6812 os danos causados pela chama limitamse a poucas dezenas de centímetros O PVC aditivado confere aos cabos essa característica sendo designados por BWF NBR 6148 Resistente ao fogo especialmente recomendados para circuitos de seguran ça pois o circuito é mantido em operação na presença de incêndio atendendo à NBR 10301 exposição à chama direta durante 3 horas à 750 C 17 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Para auxiliar na identificação da relação dos cabos e de suas aplicações típicas correspondentes em alguns tipos de instalações veja a figura a seguir Figura 2 Características normativas para fios e cabos para baixa tensão Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 16 Como você pôde perceber há uma significativa importância na escolha dos condu tores corretos para cada tipo de instalação mas também e não menos importante serão as maneiras de se instalar e proteger esses condutores Quais seriam os tipos de condutos utilizados para cada situação É o que veremos na próxima etapa do estudo 18 19 Condutos Elétricos Segundo Tamietti 2001 condutos elétricos ou simplesmente condutos são as canalizações utilizadas para proteger eou suportar os condutores Existem os condutos fabricados os quais obedecem às normas específicas e atendem em grande parte às instalações elétricas como podem ser vistas na Figura 3 mas também existem aqueles construídos no local da instalação conforme a necessidade tais como as canaletas de alvenaria ou ainda espaços de construção como os poços galerias pisos técnicos forros falsos e cavidades internas em elementos de divisórias Os condutores necessitam diversas vezes da proteção dos condutos Cabos com cobertura permitem a instalação do condutor diretamente no solo ou na alvenaria nesse caso podese dizer que o conduto é a própria cobertura Outras vezes a natureza da construção requer apenas o uso de suportes para os condutores em pontos isolados caso típico dos circuitos de transmissão e distribuição das concessionárias de energia elétrica Quanto à instalação dos condutores nos con dutos devese observar o seguinte Todos os condutores vivos do mesmo circui to inclusive o neutro devem ser agrupados no mesmo conduto Em eletrodutos eletrocalhas e blocos alve olados podem ser instalados condutores de mais de um circuito quando Os circuitos forem da mesma instalação isto é tiverem a sua origem no mesmo dis positivo de manobra e proteção As seções nominais dos condutoresfase estiverem contidas no intervalo de três va lores normalizados sucessivos por exem plo 4 6 e 10mm² Chamamos de linhas elétricas o conjunto dos condutores e os seus condutos e dependendo da maneira como são construídas classificamse em Aérea condutores desprovidos de condutos elevados em relação ao piso e suportados em pontos isolados Aparente condutos à vista do ambiente Embutida linhas onde os condutos eou condutores são enterrados nas pa redes ou nas estruturas ficando acessíveis apenas em determinados pontos Subterrânea linha embutida no solo Figura 3 Tipos de condutos fabricados Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 17 19 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas A partir dessa classificação a NBR 5410 estipula os condutores e cabos que podem ser utilizados em cada tipo de linha tal como mostra a Figura 4 Figura 4 Métodos de instalação versus condutores permitidos Tipos de Linhas Elétricas Condutor Isolado Cabo Unipolar Cabo Multipolar Afastado da parede ou suspenso por cabo de suportea Não Bandejas não perfuradas ou prateleiras Não Bandejas perfuradas horizontal ou vertical Não Canaleta fechada no piso solo ou parede Canaleta ventilada no piso ou solo Não Diretamente em espaço de construçãob 15 De V 5 De Não Diretamente em espaço de construçãob 5 De V 50 De Não Diretamente enterrado Não Eletrocalha Eletroduto aparente Eletroduto de seção não circular embutido em alvenaria Não Eletroduto de seção não circular embutido em alvenariab 15 De V 5 De Não Não Eletroduto de seção não circular embutido em alvenariab 5 De V 50 De Não Não Eletroduto em canaleta fechadab 15 De V 20 De Não Eletroduto em canaleta fechadab V 20 De Não Eletroduto em canaleta ventilada no piso ou solo Não Não Eletroduto em espaço de construção Não Eletroduto em espaço de construçãob 15 De V 20 De Não Não Eletroduto em espaço de construçãob V 20 De Não Não Eletroduto embutido em alvenaria Eletroduto embutido em caixilho de porta ou janela Não Não Embutimento em parede isolante Eletroduto enterrado no solo ou canaleta não ventilada no solo Não Embutimento direto em alvenaria Não Embutimento direto em caixilho de porta ou janela Não Embutimento direto em parede isolante Não Não Fixação direta em parede ou tetoc Não Forro falso ou piso elevadob 15 De V 5 De Não Forro falso ou piso elevadob 5 De V 50 De Não Leitos suportes horizontais ou telas Não Moldura Não Sobre isoladores Não Não Notas a A distância entre o cabo e a parede deve ser no mínimo igual a 30 do diâmetro externo do cabo b De diâmetro externo do cabo V altura do espaço de construção ou da canaleta c A distância entre o cabo e a parede ou teto deve ser menor ou igual a 30 do diâmetro externo do cabo Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 19 Será que existem limitações na utilização dos eletrodutos Explor 20 21 Eletrodutos Limitações Quanto a este último aspecto a NBR 5410 estabelece as seguintes limitações aplicáveis a qualquer tipo de eletroduto Sem interposição de caixas de passagem os trechos contínuos dos eletrodutos deverão ser limitados a 15 metros Havendo curvas o comprimento de 15 metros deverá ser reduzido de 3 metros para cada curva de 90 Quando o trecho referido no tópico I passar por locais onde não seja possível a interposição de caixas de passagem o procedimento será Calcular o comprimento máximo que seria permitido pelo tópico I conside rando a quantidade de curvas de 90 existentes Para cada 6 metros ou fração que o comprimento real do trecho exceder ao calculado em IIi aumentar o tamanho nominal do eletroduto para um ime diatamente acima Em nenhum trecho e em nenhuma circunstância poderão ser utilizadas curvas com deflexão acima de 90 Em cada trecho de eletroduto entre duas caixas de passagem a deflexão total das curvas não poderá exceder 270 por exemplo 3 curvas de 90 2 curvas de 90 mais 2 de 45 e outras combinações possíveis Caixas de passagem deverão ser previstas em todos os pontos de entrada e saída de condutores nos eletrodutos exceto nos de transição para linha aérea bem como nos de emenda e derivação dos condutores A seguinte Figura ilustra três casos que ao serem analisados quanto às limitações impostas pela NBR 5410 ao comprimento e à quantidade de curvas existentes em trechos contínuos de eletrodutos exigiram que fossem feitas as correções apropriadas Figura 5 Exemplos de correções de trechos de eletrodutos para atender às exigências da NBR 5410 Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 23 21 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Descritivo das Limitações Caso 1 Pelo disposto no tópico I o comprimento do trecho 25m excede o máximo permitido 15m o que levou à inserção de mais uma Caixa de Passagem CP3 Caso 2 Como há uma curva de 90 no trecho pelo disposto no tópico I o comprimento máximo permitido para o eletroduto ao serem descontados 3 m referentes à curva é 15m 1 curva 3m 12m Como o comprimento do trecho é 10 6 16m Superior portanto ao máximo permitido 12m é necessário interpor mais uma CP3 Observe que com esta interposição o comprimento máximo entre duas caixas com uma curva passa a ser 4 6 10m Inferior portanto ao máximo permitido 12m Caso 3 Representa a situação prevista no tópico II em que não é possível a interposição de novas caixas de passagem Procedendo como indicado pelo disposto no subtópico IIi o comprimento máximo que seria permitido pelo tópico I considerando as três curvas de 90 existentes é 15m 3 curvas 3m 6m Pelo disposto no subtópico IIii o comprimento real do trecho é igual a 280 3 3 3 1180m Excede o máximo permitido em 1180 6 580m Logo a quantidade de aumentos no tamanho nominal do eletroduto previsto é 580 6 097 22 23 Ou seja 1 aumento Supondo que se trate de eletroduto rígido de PVC então como o que estava previsto era de ¾ pela Tabela 6 aumentando uma vez o tamanho nominal para o imediatamente acima leva à adoção de eletroduto de 1 Tabela 6 Eletrodutos rígidos roscáveis de PVC conforme a NBR 6150 Tamanho Nominal Rosca pol Diâmetro Extreno mm Espessura da Parede mm Área Nominal mm2 Classe A Classe B Classe A Classe B 16 38 167 20 18 127 135 20 12 211 25 18 204 240 25 34 262 26 23 346 366 32 1 332 32 27 564 607 40 114 422 36 29 962 1040 50 112 478 40 30 1243 1372 60 2 594 46 31 1978 2222 75 212 751 55 38 3225 3577 85 3 880 62 40 4487 5024 Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 21 Importante Linhas elétricas são conjuntos de condutores e condutos a serem utilizados em uma instalação e a escolha do condutor da maneira de instalar e consequentemente dos condutos estão diretamente ligados à qualidade e segurança da instalação quer seja industrial predial ou residencial Devese tomar muito cuidado com o uso exclusivo de tabelas práticas eou de culturas comumente aplicadas em todas as situações referentes às instalações Como consideração final para atendimento das normas de instalações elétricas em ge ral o complemento dos estudos para a definição de linhas elétricas apropriadas a cada projeto aponta para o exame e a aplicação dos critérios de dimensionamento de condu tores e dispositivos de proteção aplicados a circuitos terminais Em Síntese 23 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade Livros Instalações elétricas e o projeto de arquitetura CARVALHO JUNIOR R de Instalações elétricas e o projeto de arquitetura 8 ed São Paulo Edgard Blücher 2018 Instalações elétricas industriais MAMEDE FILHO J Instalações elétricas industriais 7 ed Rio de Janeiro LTC 2010 Segurança e higiene do trabalho ROSSETE C A Segurança e higiene do trabalho São Paulo Pearson Education do Brasil 2015 Fundamentos de instalações elétricas SAMED M A S Fundamentos de instalações elétricas São Paulo Saberes 2017 NR12 segurança em máquinas e equipamentos SANTOS J R dos ZANGIROLAMI J Z NR12 segurança em máquinas e equipamentos Sl Érica 2015 24 25 Referências COTRIM A M B Instalações elétricas 5 ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2008 Instalações elétricas 4 ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2005 SANTOS J R dos ZANGIROLAMI J Z NR12 segurança em máquinas e equipamentos Sl Érica 2015 TAMIETTI R P Condutores elétricos Passo a passo das instalações elétricas residenciais Belo Horizonte MG IEA Centene 2001 Disponível em https bitly2TkVtgk Acesso em 4 mar 2019 25 Cruzeiro do Sul Educacional
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Texto de pré-visualização
Instalações Industriais Material Teórico Responsável pelo Conteúdo Prof Me Robmilson Simões Gundim Revisão Textual Prof Me Luciano Vieira Francisco Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Linhas Elétricas Definições Fios Cabos Unipolares e Condutores Isolados Seção Nominal Resistência dos Condutores Isolação e Isolamento Condutos Elétricos Eletrodutos Limitações Descritivo das Limitações Compreender os conceitos fundamentais sobre linhas elétricas OBJETIVO DE APRENDIZADO Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas 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 Assim Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina Por exemplo você poderá determinar um dia e horário fixos como seu momento do 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 tam bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados Após o contato com o conteúdo proposto participe dos debates mediados em fóruns de discus são pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento além de propiciar o contato com seus colegas e tutores o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco Evite se distrair com as redes sociais Mantenha o foco Evite se distrair com as redes sociais Determine um horário fixo para estudar Aproveite as indicações de Material Complementar Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar lembrese de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias Isso amplia a aprendizagem Seja original Nunca plagie trabalhos UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Linhas Elétricas Definições No universo das instalações industriais devido aos riscos envolvidos e à sua grande importância a instalação elétrica é uma das áreas mais significativas de uma empresa e por isso será objeto de estudo desta Disciplina De uma forma geral linhas elétricas são conjuntos de condutores e condutos que dependendo da maneira como são construídos classificamse em Aérea Aparente Embutida Subterrânea A Norma Brasileira de Regulamentação NBR 54102004 da Associação Bra sileira de Normas Técnicas ABNT que se refere às instalações elétricas em baixa tensão apresenta outras definições complementares referentes às linhas elétricas as quais para um profissional que atua ou atuará em instalações industriais tornam se necessárias à sua compreensão Para reforçar e garantir a compreensão de tais conceitos é necessária uma releitura das principais partes da referida norma relacionada a este item Neste contexto a norma técnica referente às instalações elétricas de baixa ten são ABNT NBR 54102004 em seu capítulo 3 apresenta as seguintes definições sobre linhas elétricas representadas e comentadas nas tabelas 1 e 2 Tabela 1 Definições sobre linhas elétricas Item da Norma Comentários Linha elétrica de sinal linha em que trafegam sinais eletrônicos sejam de telecomunicações de in tercâmbio de dados de controle de automação etc A linha elétrica não se refere exclusivamente aos cir cuitos de iluminação e às tomadas mas a todo tipo de circuitos com sinais elétricos Linha externa linha que entra ou sai de uma edifica ção seja a linha de energia de sinal uma tubulação de água de gás ou de qualquer outra utilidade O termo linha externa utilizado na Norma referese à linha de energia das mais variadas formas e não exclusivamente às linhas de sinais elétricos Ponto de entrega ponto de conexão do sistema elé trico da empresa distribuidora de eletricidade com a instalação elétrica das unidades consumidoras e que delimita as responsabilidades da distribuidora definidas pela autoridade reguladora Os tópicos a seguir mostram as notas referentes a estes trechos da Norma Ponto de entrada em uma edificação ponto em que uma linha externa penetra na edificação Notas referentes a este trecho da Norma No caso das linhas elétricas de energia não se deve confundir ponto de entra da com ponto de entrega A referência fundamental do ponto de entrada é a edificação ou seja o corpo principal ou cada um dos blocos de uma proprie dade No caso de edificações com pavimento em pilotis geralmente o térreo e nas quais a entrada da linha elétrica externa se dá no nível do pavimento 8 9 em pilotis o ponto de entrada pode ser considerado como o ponto em que a linha penetra no compartimento de acesso à edificação hall de entrada Pilotis é o sistema construtivo em que uma edificação é sustentada por meio de espécie de grelha de pilares em seu pavimento térreo Explor Além da edificação em si outra referência indissociável de ponto de entrada é o Barramento de Equipotencialização Principal BEP localizado junto ou bem próximo do ponto de entrada NBR 54102004 item 6421 Em continuidade às definições apresentadas nas normas Tabela 2 Defi nições sobre linhas elétricas Item da Norma Comentários Ponto de utilização ponto de uma linha elétrica destinado à conexão de equipamento de utilização O ponto de utilização é aquele onde os equipamentos serão efetivamente conectados à rede elétrica Ponto de tomada ponto de utilização em que a conexão do equipamento ou equipamentos a serem alimentados é feita por meio de tomada de corrente Os tópicos a seguir mostram as notas referentes a estes trechos da Norma Notas referentes a este trecho da Norma Um ponto de utilização pode ser classificado entre outros critérios de acordo com a tensão da linha elétrica a natureza da carga prevista ponto de luz ponto para aquecedor ponto para aparelho de arcondicionado etc e o tipo de conexão previsto ponto de tomada ponto de ligação direta Uma linha elétrica pode ter um ou mais pontos de utilização Um mesmo ponto de utilização pode alimentar um ou mais equipamentos Das três últimas notas vale destacar a terceira na qual representa uma alteração significativa na interpretação referente à diferença entre os termos Tomada de Uso Geral TUG e Ponto de Tomada de Uso Geral PTUG TUG era e ainda é utilizada no dia a dia pois além de criada na edição anterior da revisão da Norma em 2004 não se pode dizer que está errada dado que real mente é uma tomada de uso geral Entretanto após a publicação da Norma vigente desde 2004 tornase mais adequado a utilização da sigla PTUG ou seja Ponto de Tomada de Uso Geral exatamente por permitir que um mesmo ponto de utilização possa alimentar um ou mais equipamentos de utilização Isso a princípio pode não parecer tão signi ficativo mas é Para ilustrar basta lembrar que antes da alteração a Norma orientava quando da definição de quantidade mínima de tomadas a serem previstas em uma sala com 19 metros de perímetro por exemplo e aplicando a regra de prever 1 tomada a 9 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas cada 5 metros ou fração de perímetro o resultado era que quatro tomadas aten diam o mínimo que a norma estabelecia No entanto é senso comum saber que quatro tomadas nos dias atuais para uma sala não são suficientes Por isso a altera ção para pontos de tomadas é significativa pois apesar de numericamente a regra continuar definindo quatro agora são quatro pontos de tomadas de uso geral e em cada ponto podendo ser instalados até três tomadas em caixas 4 2 ou até seis tomadas em caixas 4 4 tudo com a mesma fiação devidamente dimensionada Essa pequena grande mudança tem o objetivo de eliminar a utilização de ex tensões benjamins eou filtros de linha para alimentar equipamentos pois a pro posta é que em uma instalação bem planejada realizase a previsão e instalação de pontos de tomada de uso geral que atendam de forma plena às necessidades dos usuários sem a necessidade do uso desses tipos de acessórios que devem ser empregados somente em instalações provisórias e não por definitivo pois ao serem utilizadas de forma indiscriminada podem ser as causas de incidentes ou até acidentes mais graves tais como princípios de incêndios devido ao aquecimento natural existente em quaisquer conexões elétricas Importante Alguém poderia questionar se o aquecimento citado não continuará existindo mesmo que sejam adotadas as medidas apresentadas e a resposta é sim ou seja continuará porém se houver qualquer ponto mais quente possivelmente estará dentro da caixa de passagem distante de materiais altamente inflamáveis comumente utilizados em es tantes ou móveis em tese aquele ponto estará alimentado por uma linha elétrica devi damente dimensionada e consequentemente protegida Trocando ideias Você sabe dizer o que é uma linha elétrica bem dimensionada Explor Tratase da realização de estudo e planejamento da instalação elétrica ou seja é prever a fiação e os condutos adequados para cada situação de uso A última edição da Norma de instalações elétricas de baixa tensão ABNT NBR 54102004 passa por revisão Enquanto não é finalizada vale a última publicação de 2004 No entanto para aqueles que desejarem saber quais os pontos de discussão tratados a sugestão é aces sar as publicações disponíveis na Revista de Normas com autoria do engenheiro Eduardo Daniel e disponíveis em httpsbitly2Hj76Nz e httpsbitly2IMRAM2 Explor Você deve ter compreendido a definição e os conceitos referentes às linhas elé tricas e a importância do conhecimento correlacionado adquirido para um profis sional que além de usuário pode ser um gestor ou manutentor de uma instalação industrial Vamos nos aprofundar mais um pouco estudando ou revisando as dife renças entre fios cabos unipolares e condutores isolados 10 11 Fios Cabos Unipolares e Condutores Isolados Em complemento às características apresentadas até o momento referentes às linhas elétricas uma das partes integrantes são os condutores Com o intuito de organizar e reforçar as definições sobre os tipos de condutores existentes estudare mos os principais Tamietti 2001 apresenta as seguintes definições Fio é o condutor de seção transversal uniforme em maior parte cilíndrica maciço e com certa flexibilidade Condutor encordoado é o conjunto de fios enfeixados helicoidalmente ou seja condutores mais flexíveis que os fios Cabo é o condutor encordoado por um conjunto de fios encordoados isola dos ou não entre si Condutor isolado é o fio ou cabo constituído apenas de isolação a e b É comum sobrepor à camada de isolação outra especialmente resistente à abra são denominada cobertura c e d Denominase cabo unipolar aquele consti tuído por um único condutor isolado e dotado no mínimo de cobertura c Por fim cabo multipolar é aquele constituído por dois ou mais condutores iso lados e dotado no mínimo de cobertura d Figura 1 Tipos de fi os e cabos Fonte adaptada de Tamietti 2001 11 Seção Nominal Os condutores são caracterizados pela seção nominal S em mm² Ao contrário do que possa parecer S não se refere à área transversal do condutor mas sim ao enquadramento do condutor à série métrica de valores padrões de resistência elétrica Esta série estabelecida pela IEC International Electrotechnical Commision atribui um valor de S para a resistência elétrica máxima que condutores com um quilômetro de comprimento e a 20 C podem apresentar A Tabela 3 mostra a série métrica IEC Para melhor entendimento de que a seção nominal S não é exatamente a área do condutor veja o exemplo a seguir Para um fio isolado de 40 mm² de seção nominal a Tabela 4 indica que o diâmetro nominal do condutor é igual a 22 mm Desse modo o valor da área transversal da seção metálica do condutor fica As πD² 4 As 380 mm² Portanto diferente da seção nominal S 40 mm² Tabela 4 Dados médios de fios e cabos Seção nominal mm² Diâmetro Nominal do Condutor D mm Espessura Nominal da Isolação mm Diâmetro Externo Nominal De mm Área Externa Aa mm² 05 08 06 21 35 075 10 06 22 38 1 11 06 24 45 15 14 07 28 62 25 17 08 34 91 4 22 08 39 119 6 27 08 44 152 10 35 10 56 246 Resistência dos Condutores A determinação da resistência elétrica dos condutores utilizados em corrente alternada é dada pela segunda Lei de Ohm como segue R ρ L As R Onde R Resistência elétrica Ω ρ resistividade mm²m L comprimento m As área transversal da seção metálica do condutor mm² R aumento da resistência próprio dos circuitos em CA O aumento na resistência própria dos circuitos de corrente alternada em Ω se dá devido a dois efeitos Pelicular fenômeno pelo qual o valor eficaz da densidade de corrente por unidade de área é maior perto da superfície externa dos condutores Desse modo a área que efetivamente conduz a corrente é menor havendo por consequência aumento da resistência De proximidade fenômeno caracterizado pela distribuição não uniforme da densidade de corrente por influência da corrente que percorre condutores próximos Desconsiderando tais efeitos ou seja desconsiderando o R somente para efeito comparativo ao se determinar a resistência elétrica de 100 metros de condutor de cobre recoberto de seção nominal de Sn 400 mm² utilizando a área transversal da seção metálica do condutor de As 380 mm² e também pela própria seção nominal poderseá comparar a diferença Observação ρCu resistividade do cobre 00172 Ωmm²m R ρ L As 00172 Ωmm² m x100 m R 00172 Ωmm² 380 mm² 0452 Ω ou 466 mΩ No entanto utilizando a própria seção nominal ao invés da área transversal da seção metálica o resultado é R ρ L S n 00172 Ωmm² m 100 m 4 mm² 043020u 430 mΩ A diferença de 2263 mΩ neste caso parece não ser tão significativa ao se determinar 100 metros no entanto podese notar que quanto maior o comprimento do cabo maior será o significado pois maiores serão as perdas causadas pela resistência Podese concluir que para análises mais precisas se faz necessário levar em consideração a área transversal da seção metálica enquanto que para um valor estimado o uso da seção nominal também é utilizado como pode ser encontrado em diversas literaturas Além do exposto como informado desconsiderar o ΔR também influencia a determinação da resistência do cabo sem contar que um cabo sob a influência da frequência da corrente alternada terá a reatância indutiva Para que se tenha ideia dessas influências veja a Tabela 5 a seguir Tabela 5 Resistência elétrica de fios e cabos Resistência Elétrica e Reatância Indutiva de Fios e Cabos Valores em Ωkm Tipo do Condutor Condutores isolados cabos unipolares e multipolares Material da Isolação PVC EPR XLPE Método de Instalação Condutos fechados nãomagnéticos Circuito FN FF 3F Seção Nominal mm² R 15 1448 016 25 887 015 4 552 014 6 369 013 10 219 013 16 138 012 25 087 012 35 063 011 50 047 011 70 032 010 95 023 010 120 019 010 Fonte adaptada de Tiametti 2001 p 10 Na Tabela 5 podese verificar portanto que o cabo de seção nominal de 40 m² ao invés dos convertidos 452 Ωkm encontrados no primeiro cálculo realizado resulta no valor de 552 Ωkm e ainda 014 Ωkm de reatância indutiva A Tabela 5 apresenta assim o valor considerando o ΔR que no cálculo apresentado para simples comparação foi desconsiderado 15 A conversão para 452 Ωkm se deu da seguinte forma O valor encontrado de 0452 Ω foi para cada 100 metros de cabo Assim dividindo por 100 encontrase por metro 452 m Ωm e para saber por km multiplicase por 1000 ou seja 452 m Ωm 1000 totalizando 452 Ωkm valor este que não está tão distante mas difere dos 552 Ωkm apresentados na Tabela 5 mas devidamente justificados pelo aumento da resistência R Explor Importante Deu para perceber a diferença entre os tipos de cabos existentes bem como a distinção entre os valores calculados de resistência Em resumo os condutores são praticamente divididos em condutores isolados cabos unipolares eou multipolares Referente às resis tências apesar da segunda Lei de Ohm permitir determinar o valor da resistência dos fios e cabos para análises mais precisas além da correta utilização da área transversal da seção metálica devese considerar o aumento da resistência caso a utilização se dê em circuitos alimentados por corrente alternada Assim podese concluir que para cada situação deve se analisar qual forma é a mais prática e adequada Além disso sempre que necessário é possível consultar as tabelas disponibilizadas pelos fabricantes e que apresentam os va lores de resistência e reatância indutiva para cabos em suas diversas maneiras de instalar Trocando ideias Isolação e Isolamento A isolação ou material dielétrico ou material isolante como é comumente conhecido é aplicada aos condutores para isolar a parte viva ou seja energiza da do exterior reduzindo ou eliminando o risco de choques e curtoscircuitos Em baixa tensão utilizase a isolação em PVC Cloreto de Polivinila EPR borracha EtilenoPropileno ou XLPE polietileno reticulado A isolação em PVC e EPR são os tipos mais comuns e têm as seguintes proprie dades específicas Propriedades do PVC Rigidez dielétrica elevada porém as perdas dielétricas também são elevadas prin cipalmente acima de 10 kV o que limita o seu uso a tensões máximas de 6 kV Considerável resistência a agentes químicos e à água Boa resistência à propagação de chama Entretanto quando submetido ao fogo gera considerável quantidade de fumaça e de gases tóxicos e corrosivos Propriedades do EPR Excelente resistência ao envelhecimento permitindo a aplicação de altas den sidades de corrente Ótima flexibilidade mesmo em baixas temperaturas 15 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Elevada resistência dielétrica e baixas perdas dielétricas o que permite o seu uso em altas tensões usualmente até 138 kV Boa resistência a agentes químicos e à água Importante Uma importante informação é não confunda isolação com isolamento Isolação tem sentido estritamente qualitativo isolação de PVC EPR etc Isolamento por sua vez tem sentido quantitativo Importante Assim na verdade a forma correta de dizer é tensão de isolamento valor rela cionado à espessura da isolação e às características da instalação nível de tensão A tensão de isolamento de um condutor é especificada por dois valores sepa rados por uma barra o primeiro indicando a tensão faseneutro Uo o segundo indicando a tensão fasefase U ou seja UoU como por exemplo 061 kV Conforme a tensão fasefase do isolamento os condutores são classificados como de Baixa tensão U 1kV Média tensão 1kV U 35kV Alta tensão U 35kV A classificação dos condutores de baixa média ou alta tensão se dá em função da espessura e do tipo de material utilizado em suas isolações devido às limitações de cada tipo de material para isolar o campo elétrico gerado pela tensão Além disso outro fator significativo é o efeito Joule que é o aquecimento gerado pela corrente que circula no condutor Dependendo da temperatura os materiais utiliza dos na isolação podem perder as suas propriedades isolantes Assim os condutores são classificados em três classes térmicas temperatura em regime Permanente valor máximo no qual a isolação pode permanecer indefinida mente A corrente máxima possível de ser conduzida nessa condição define a denominada capacidade de condução do condutor sendo para isolação em PVC 70 C EPR 90 C De sobrecarga valor máximo no qual a isolação pode permanecer durante 100 horas em um período de 12 meses porém sem superar 500 horas ao longo da vida do condutor sendo para isolação em PVC 100 C EPR 130 C De curtocircuito valor máximo no qual a isolação pode permanecer por apenas 5 segundos ao longo da vida do condutor sendo para isolação em PVC 160 C EPR 250 C 16 17 Como pode ser observado o EPR tem capacidade superior ao PVC ou seja o EPR propicia maior capacidade de condução de corrente ao condutor pois permite atingir maiores temperaturas Para uma suposta corrente elétrica em um circuito elétrico de uma instalação industrial quando se deseja maior flexibilidade menor seção nominal e maior capacidade em suportar correntes de sobrecarga e de curtocircuito qual é a melhor opção Explor Analisando a pergunta e o estudo realizado deu para perceber que sob os as pectos levantados a resposta é o cabo com isolação em EPR Porém vale observar que em instalações elétricas residenciais ou mesmo partes das industriais na qual a classe térmica não seja tão relevante a relação custobenefício leva à utilização dos cabos com isolação em PVC Essas informações devem subsidiar o responsável pela elaboração da lista de ma teriais de uma instalação industrial devendo ainda ser observado o comportamento dos condutores em condições de fogo e incêndio Importante A isolação eou a cobertura requerem certa quantidade de materiais orgânicos que por serem combustíveis podem propiciar aos cabos a perigosa característica de elemento propagador de fogo Trocando ideias Quanto a esse aspecto os cabos são classificados em quatro categorias Propagador de chama quando submetido à ação direta da chama mesmo por curto intervalo de tempo o cabo entra em combustão e a mantém após a retira da da chama ativadora Tais cabos podem contribuir para o desenvolvimento e a propagação de incêndios EPR e XLPE estão incluídos nesta categoria Não propagador de chama quando a chama se extingue após cessar a causa ativadora Entre outros fatores o comportamento desses cabos em relação ao fogo depende em grande parte do tempo de exposição à chama da intensi dade desta e da quantidade de cabos agrupados Os condutores de cobre com isolação de PVC do tipo BW NBR 6148 incluemse nesta categoria Resistente à chama quando a chama não se propaga mesmo em caso de exposição prolongada Quando submetidos ao rigoroso ensaio de queima ver tical efetuado em feixe de cabos com concentração de material combustível bem definida de acordo com a NBR 6812 os danos causados pela chama limitamse a poucas dezenas de centímetros O PVC aditivado confere aos cabos essa característica sendo designados por BWF NBR 6148 Resistente ao fogo especialmente recomendados para circuitos de seguran ça pois o circuito é mantido em operação na presença de incêndio atendendo à NBR 10301 exposição à chama direta durante 3 horas à 750 C 17 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Para auxiliar na identificação da relação dos cabos e de suas aplicações típicas correspondentes em alguns tipos de instalações veja a figura a seguir Figura 2 Características normativas para fios e cabos para baixa tensão Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 16 Como você pôde perceber há uma significativa importância na escolha dos condu tores corretos para cada tipo de instalação mas também e não menos importante serão as maneiras de se instalar e proteger esses condutores Quais seriam os tipos de condutos utilizados para cada situação É o que veremos na próxima etapa do estudo 18 19 Condutos Elétricos Segundo Tamietti 2001 condutos elétricos ou simplesmente condutos são as canalizações utilizadas para proteger eou suportar os condutores Existem os condutos fabricados os quais obedecem às normas específicas e atendem em grande parte às instalações elétricas como podem ser vistas na Figura 3 mas também existem aqueles construídos no local da instalação conforme a necessidade tais como as canaletas de alvenaria ou ainda espaços de construção como os poços galerias pisos técnicos forros falsos e cavidades internas em elementos de divisórias Os condutores necessitam diversas vezes da proteção dos condutos Cabos com cobertura permitem a instalação do condutor diretamente no solo ou na alvenaria nesse caso podese dizer que o conduto é a própria cobertura Outras vezes a natureza da construção requer apenas o uso de suportes para os condutores em pontos isolados caso típico dos circuitos de transmissão e distribuição das concessionárias de energia elétrica Quanto à instalação dos condutores nos con dutos devese observar o seguinte Todos os condutores vivos do mesmo circui to inclusive o neutro devem ser agrupados no mesmo conduto Em eletrodutos eletrocalhas e blocos alve olados podem ser instalados condutores de mais de um circuito quando Os circuitos forem da mesma instalação isto é tiverem a sua origem no mesmo dis positivo de manobra e proteção As seções nominais dos condutoresfase estiverem contidas no intervalo de três va lores normalizados sucessivos por exem plo 4 6 e 10mm² Chamamos de linhas elétricas o conjunto dos condutores e os seus condutos e dependendo da maneira como são construídas classificamse em Aérea condutores desprovidos de condutos elevados em relação ao piso e suportados em pontos isolados Aparente condutos à vista do ambiente Embutida linhas onde os condutos eou condutores são enterrados nas pa redes ou nas estruturas ficando acessíveis apenas em determinados pontos Subterrânea linha embutida no solo Figura 3 Tipos de condutos fabricados Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 17 19 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas A partir dessa classificação a NBR 5410 estipula os condutores e cabos que podem ser utilizados em cada tipo de linha tal como mostra a Figura 4 Figura 4 Métodos de instalação versus condutores permitidos Tipos de Linhas Elétricas Condutor Isolado Cabo Unipolar Cabo Multipolar Afastado da parede ou suspenso por cabo de suportea Não Bandejas não perfuradas ou prateleiras Não Bandejas perfuradas horizontal ou vertical Não Canaleta fechada no piso solo ou parede Canaleta ventilada no piso ou solo Não Diretamente em espaço de construçãob 15 De V 5 De Não Diretamente em espaço de construçãob 5 De V 50 De Não Diretamente enterrado Não Eletrocalha Eletroduto aparente Eletroduto de seção não circular embutido em alvenaria Não Eletroduto de seção não circular embutido em alvenariab 15 De V 5 De Não Não Eletroduto de seção não circular embutido em alvenariab 5 De V 50 De Não Não Eletroduto em canaleta fechadab 15 De V 20 De Não Eletroduto em canaleta fechadab V 20 De Não Eletroduto em canaleta ventilada no piso ou solo Não Não Eletroduto em espaço de construção Não Eletroduto em espaço de construçãob 15 De V 20 De Não Não Eletroduto em espaço de construçãob V 20 De Não Não Eletroduto embutido em alvenaria Eletroduto embutido em caixilho de porta ou janela Não Não Embutimento em parede isolante Eletroduto enterrado no solo ou canaleta não ventilada no solo Não Embutimento direto em alvenaria Não Embutimento direto em caixilho de porta ou janela Não Embutimento direto em parede isolante Não Não Fixação direta em parede ou tetoc Não Forro falso ou piso elevadob 15 De V 5 De Não Forro falso ou piso elevadob 5 De V 50 De Não Leitos suportes horizontais ou telas Não Moldura Não Sobre isoladores Não Não Notas a A distância entre o cabo e a parede deve ser no mínimo igual a 30 do diâmetro externo do cabo b De diâmetro externo do cabo V altura do espaço de construção ou da canaleta c A distância entre o cabo e a parede ou teto deve ser menor ou igual a 30 do diâmetro externo do cabo Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 19 Será que existem limitações na utilização dos eletrodutos Explor 20 21 Eletrodutos Limitações Quanto a este último aspecto a NBR 5410 estabelece as seguintes limitações aplicáveis a qualquer tipo de eletroduto Sem interposição de caixas de passagem os trechos contínuos dos eletrodutos deverão ser limitados a 15 metros Havendo curvas o comprimento de 15 metros deverá ser reduzido de 3 metros para cada curva de 90 Quando o trecho referido no tópico I passar por locais onde não seja possível a interposição de caixas de passagem o procedimento será Calcular o comprimento máximo que seria permitido pelo tópico I conside rando a quantidade de curvas de 90 existentes Para cada 6 metros ou fração que o comprimento real do trecho exceder ao calculado em IIi aumentar o tamanho nominal do eletroduto para um ime diatamente acima Em nenhum trecho e em nenhuma circunstância poderão ser utilizadas curvas com deflexão acima de 90 Em cada trecho de eletroduto entre duas caixas de passagem a deflexão total das curvas não poderá exceder 270 por exemplo 3 curvas de 90 2 curvas de 90 mais 2 de 45 e outras combinações possíveis Caixas de passagem deverão ser previstas em todos os pontos de entrada e saída de condutores nos eletrodutos exceto nos de transição para linha aérea bem como nos de emenda e derivação dos condutores A seguinte Figura ilustra três casos que ao serem analisados quanto às limitações impostas pela NBR 5410 ao comprimento e à quantidade de curvas existentes em trechos contínuos de eletrodutos exigiram que fossem feitas as correções apropriadas Figura 5 Exemplos de correções de trechos de eletrodutos para atender às exigências da NBR 5410 Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 23 21 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Descritivo das Limitações Caso 1 Pelo disposto no tópico I o comprimento do trecho 25m excede o máximo permitido 15m o que levou à inserção de mais uma Caixa de Passagem CP3 Caso 2 Como há uma curva de 90 no trecho pelo disposto no tópico I o comprimento máximo permitido para o eletroduto ao serem descontados 3 m referentes à curva é 15m 1 curva 3m 12m Como o comprimento do trecho é 10 6 16m Superior portanto ao máximo permitido 12m é necessário interpor mais uma CP3 Observe que com esta interposição o comprimento máximo entre duas caixas com uma curva passa a ser 4 6 10m Inferior portanto ao máximo permitido 12m Caso 3 Representa a situação prevista no tópico II em que não é possível a interposição de novas caixas de passagem Procedendo como indicado pelo disposto no subtópico IIi o comprimento máximo que seria permitido pelo tópico I considerando as três curvas de 90 existentes é 15m 3 curvas 3m 6m Pelo disposto no subtópico IIii o comprimento real do trecho é igual a 280 3 3 3 1180m Excede o máximo permitido em 1180 6 580m Logo a quantidade de aumentos no tamanho nominal do eletroduto previsto é 580 6 097 22 23 Ou seja 1 aumento Supondo que se trate de eletroduto rígido de PVC então como o que estava previsto era de ¾ pela Tabela 6 aumentando uma vez o tamanho nominal para o imediatamente acima leva à adoção de eletroduto de 1 Tabela 6 Eletrodutos rígidos roscáveis de PVC conforme a NBR 6150 Tamanho Nominal Rosca pol Diâmetro Extreno mm Espessura da Parede mm Área Nominal mm2 Classe A Classe B Classe A Classe B 16 38 167 20 18 127 135 20 12 211 25 18 204 240 25 34 262 26 23 346 366 32 1 332 32 27 564 607 40 114 422 36 29 962 1040 50 112 478 40 30 1243 1372 60 2 594 46 31 1978 2222 75 212 751 55 38 3225 3577 85 3 880 62 40 4487 5024 Fonte adaptada de Tamietti 2001 p 21 Importante Linhas elétricas são conjuntos de condutores e condutos a serem utilizados em uma instalação e a escolha do condutor da maneira de instalar e consequentemente dos condutos estão diretamente ligados à qualidade e segurança da instalação quer seja industrial predial ou residencial Devese tomar muito cuidado com o uso exclusivo de tabelas práticas eou de culturas comumente aplicadas em todas as situações referentes às instalações Como consideração final para atendimento das normas de instalações elétricas em ge ral o complemento dos estudos para a definição de linhas elétricas apropriadas a cada projeto aponta para o exame e a aplicação dos critérios de dimensionamento de condu tores e dispositivos de proteção aplicados a circuitos terminais Em Síntese 23 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade Livros Instalações elétricas e o projeto de arquitetura CARVALHO JUNIOR R de Instalações elétricas e o projeto de arquitetura 8 ed São Paulo Edgard Blücher 2018 Instalações elétricas industriais MAMEDE FILHO J Instalações elétricas industriais 7 ed Rio de Janeiro LTC 2010 Segurança e higiene do trabalho ROSSETE C A Segurança e higiene do trabalho São Paulo Pearson Education do Brasil 2015 Fundamentos de instalações elétricas SAMED M A S Fundamentos de instalações elétricas São Paulo Saberes 2017 NR12 segurança em máquinas e equipamentos SANTOS J R dos ZANGIROLAMI J Z NR12 segurança em máquinas e equipamentos Sl Érica 2015 24 25 Referências COTRIM A M B Instalações elétricas 5 ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2008 Instalações elétricas 4 ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2005 SANTOS J R dos ZANGIROLAMI J Z NR12 segurança em máquinas e equipamentos Sl Érica 2015 TAMIETTI R P Condutores elétricos Passo a passo das instalações elétricas residenciais Belo Horizonte MG IEA Centene 2001 Disponível em https bitly2TkVtgk Acesso em 4 mar 2019 25 Cruzeiro do Sul Educacional