Instalações Elétricas para Motobombas: Dimensionamento de Condutores e Esquemas

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS CENTRO DE DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO DISCIPLINA DE ELETROTÉCNICA Prof Ricardo Scherer Pohndorf INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PARA O ACIONAMENTO DE MOTOBOMBAS DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES 1 2 Esquemas típicos para instalação de motores Alimentação linear Esquema trifilar 3 Esquemas típicos para instalação de motores Alimentação radial e esquema trifilar 4 Esquemas típicos para instalação de motores Alimentação linear com ramais curtos e esquema em diagrama trifilar 5 Esquemas típicos para instalação de motores Alimentação linear sem ramal de motor e diagrama trifilar Observação Usado quando os ramais podem ser curtos menores que 8 m Sob certas condições podese suprimir a proteção do ramal Diagrama bifilar de alimentação de pequenos aparelhos Diagrama bifilar de alimentação de pequenos aparelhos Condutores Os metais são condutores de corrente elétrica Entretanto determinados metais conduzem melhor a corrente elétrica do que outros ou seja alguns oferecem menor resistência à passagem da corrente elétrica A resistência elétrica de um condutor pode ser expressa pela fórmula Onde R Resistência elétrica do condutor ρ Resistividade varia com o material empregado L Comprimento do condutor S Seção área transversal do condutor Unidade Ω Ωmm²m m mm² Material dos condutores Os metais mais usados para condução de energia elétrica são Prata utilizada em pastilhas de contato de contatores relés etc Resistividade média é 0016 Ω mm²m a 20ºC Cobre utilizado na fabricação de fios em geral e equipamentos elétricos chaves interruptores tomadas etc Resistividade média do cobre duro é 00179 Ω mm²m a 20ºC Alumínio utilizado na fabricação de condutores para linhas e redes por ser mais leve e de custo mais baixo Os condutores de alumínio podem ser de Resistividade média é 0028 Ω mm²m a 20º C Condutores elétricos Condutores elétricos definição Os condutores de metal podem ter os seguintes tipos de formação Fio formado por um único fio sólido Cabo formado por encordoamento de diversos fios sólidos Condutores elétricos Um Cabo Unipolar é constituído de um condutor isolado recoberto por uma camada para a proteção mecânica denominada cobertura Condutores isolados fios 1 Condutor sólido de fio de cobre nu têmpera mole 2 Camada interna composto termoplástico de PVC cor branca até a seção nominal de 6 mm² 3 Camada externa composto termoplástico de PVC em cores Condutores isolados cabos 1 Condutor formado de fios de cobre nu têmpera mole encordoamento 2 Camada interna composto termoplástico de PVC cor branca até a seção nominal de 6 mm² 3 Camada externa composto termoplástico de PVC em cores Condutores elétricos Um Cabo Multipolar é constituído por dois ou mais condutores isolados envolvidos por uma camada para a proteção mecânica denominada também de cobertura 1 Condutor formado de fios de cobre nu têmpera mole encordoamento 2 Isolação composto termoplástico de PVC em cores 3 Capa interna de PVC 4 Cobertura composto termoplástico de PVC cor preta cabos multipolares Um Cabo Nu é constituído apenas pelo condutor propriamente dito sem isolação cobertura ou revestimento 11 Condutores elétricos Cores NBR 5410 Condutores elétricos Dimensionamento Quadro geral de distribuição Dimensionamento Seção nominal de um fio ou cabo é a área da seção transversal do fio ou da soma das seções dos fios componentes de um cabo a AWG American Wire Gauge circular mil escala em progressão geométrica de diâmetros expressos em polegadas Obs utilizado até o ano de 1982 b NBR 5410 A partir de dezembro de 1982 escala padronizada em mm² da série métrica da IEC International Electrotechnical Comission 15 Dimensionamento Fatores que influenciam a bitola Material cobre ou alumínio Tipo de isolação pvc epr xlpe Tipo de instalação eletroduto calha etc Carga a ser atendida corrente de projeto Quantidade de circuitos agrupados Temperatura ambiente 16 Métodos de dimensionamento Após o dimensionamento pelos critérios de Capacidade de Corrente e de Queda de Tensão a bitola do condutor será aquela que atende aos dois critérios ou seja a maior entre as bitolas calculadas Além disso de acordo com o item 626 da NBR 5410 a seção mínima dos condutores utilizados em circuitos de força e iluminação deve ser de Circuitos de iluminação 15mm² Circuitos de força 25mm² 17 Temperaturas características dos condutores 18 Métodos de Instalação de Referência Método de instalação número Esquema ilustrativo Descrição Método de referência 1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante²³ A1 2 Cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante³ A2 3 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 03 vez o diâmetro do eletroduto B1 4 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 03 vez o diâmetro do eletroduto B2 5 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção nãocircular sobre parede B1 6 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção nãocircular sobre parede B2 7 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria B1 8 Cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria B2 11 Cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede ou espaçado desta menos de 03 vez o diâmetro do cabo C Método de instalação número Esquema ilustrativo Descrição Método de referência 1 11B Cabos unipolares ou cabo multipolar afastado do teto mais de 03 vez o diâmetro do cabo C 12 Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja nãoperfurada perfilado ou prateleira 3 C 13 Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja perfurada horizontal ou vertical 4 E multipolar F unipolares 14 Cabos unipolares ou cabo multipolar sobre suportes horizontais eletrocalha aramada ou tela E multipolar F unipolares 15 Cabos unipolares ou cabo multipolar afastados da parede mais de 03 vez o diâmetro do cabo E multipolar F unipolares 16 Cabos unipolares ou cabo multipolar em leito E multipolar F unipolares 17 Cabos unipolares ou cabo multipolar suspensos por cabo de suporte incorporado ou não E multipolar F unipolares 18 Condutores nus ou isolados sobre isoladores G Condutores Esquema de condutores vivos do circuito Número de condutores carregados a ser adotado Monofásico a dois condutores 2 Monofásico a três condutores 2 Duas fases sem neutro 2 Duas fases com neutro 3 Trifásico sem neutro 3 Trifásico com neutro 3 ou 4 1 Tabela de condutores por eletroduto Seção do condutor mm² Número de condutores no mesmo eletroduto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Diâmetro mínimo do eletroduto em polegadas 15mm² 12 12 12 12 34 34 34 1 1 25mm² 12 12 12 34 34 1 1 1 114 4mm² 12 34 34 34 1 1 114 114 114 6mm² 12 34 1 1 114 114 114 114 112 10mm² 12 1 114 114 112 112 2 2 2 16mm² 34 114 114 112 2 2 2 2 212 25mm² 34 114 112 112 2 2 212 212 212 Separação de circuitos iluminação X equipamentos Motor elétrico Energia elétrica Energia mecânica conversão Reação entre dois campos magnéticos Como obter a Corrente nominal do motor Determinar a corrente nomimal necessário para se instalar o equipamento abaixo Motor trifásico 15 HP 220 V entre fases tensão de linha Fator de potencia 09 Rendimento 80 Exemplo Dimensionamento de circuitos alimentadores Dimensionamento de condutores pela capacidade de corrente Os condutores de circuito terminal que alimentam um ou mais motores devem possuir uma capacidade de condução de corrente igual ou maior que a soma das correntes nominais de cada motor multiplicadas pelos seus respectivos fatores de serviço fs Esquema para instalação de motores Dimensionamento de circuitos alimentadores Dimensionamento pela capacidade de corrente Exemplo Um alimentador deve abastecer os motores trifásicos de uma bomba de água e uma bomba de recalque de esgotos Motor da bomba dagua 220 V60Hz 10 cv 4p fs125 Motor de recalque de esgoto 220 V60Hz 1 cv 2p fs10 Esquema para instalação de motores Dimensionamento pela capacidade de corrente Motor da bomba dagua 220 V60Hz 10 cv 4p fs125 Solução Correntes Tabelado ou calculado 266 A bomba água 334 A bomba esgoto Esquema para instalação de motores Motor de recalque de esgoto 220 V60Hz 1 cv 2p fs10 Características gerais de motores trifásicos TABELA 1 Dimensionamento pela capacidade de corrente Motor da bomba dagua 220 V60Hz 10 cv 4p fs125 Solução Correntes Tabela 1 266 A bomba água 334 A bomba esgoto I 125 x 266 10 x 334 366 A Esquema para instalação de motores Motor de recalque de esgoto 220 V60Hz 1 cv 2p fs10 Dimensionamento pela capacidade de corrente Motor da bomba dagua 220 V60Hz 10 cv 4p fs125 Solução I 125 x 266 10 x 334 366 A Tabela 2 sessão de 10 mm² B1 tipo de instalação dos condutores Esquema para instalação de motores Motor de recalque de esgoto 220 V60Hz 1 cv 2p fs10 CAPACIDADES DE CONDUÇÃO DE CORRENTE EM AMPÈRES PARA OS MÉTODOS DE REFERÊNCIA A1 A2 B1 B2 C E D Tabela 2 Creder 2016 Esquema para instalação de motores Dimensionamento de circuitos alimentadores Dimensionamento de condutores pela queda de tensão A queda de tensão admissível pela NBR5410 para circuitos de força é de 5 Podese atribuir 3 para os alimentadores e 2 para os ramais Para circuitos trifásicos s 3 ρ I l μ V Sseção em mm² ρ resistividade do cobre 156 ohm mm²m μqueda de tensão absoluta durante a partida não ser maior do que 10 Icorrente aparente nominal X fs A l comprimento m V Tensão V Queda de Tensão Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4 Sugestão de distribuição dos percentuais de queda IluminTomadas 2 Quadro Terminal 2 QGBT e Medidores 1 Cx Sec 2 Quadro Terminal 2 Motores 2 SE AT 32 Esquema para instalação de motores Dimensionamento de circuitos alimentadores Dimensionamento de condutores pela queda de tensão Pelo exemplo anterior calcular a sessão do condutor de alimentação Comprimento da bomba dagua ao QDF 10 m Comprimento da bomba de recalque ao QDF 5 m Solução OBS A maior seção encontrada pelos dois métodos deve ser adotada Esquema para instalação de motores Dimensionamento de circuitos alimentadores Dimensionamento de condutores pela queda de tensão Pelo exemplo anterior calcular a sessão do condutor de alimentação Comprimento da bomba dagua ao QDF 10 m Comprimento da bomba de recalque ao QDF 5 m 𝑆 3 156 266 10 334 5 220 004 1𝑚𝑚² Optase pelo método de capacidade de corrente por apresentar a maior seção do cabo 10mm² Exemplo de projeto de instalação de motores Simbologia de Instalações elétricas a Luminárias refletores e lâmpadas a1 Luz incandescente no teto a2 Luz incandescente na parede a3 Luz incandescente no teto embutido a4 Luz fluorescente no teto a5 Luz fluorescente na parede a6 Luz fluorescente no teto embutido a7 Luz incandescente no teto vigia emergência a8 Luz fluorescente no teto vigia emergência a9 Sinalização de tráfego rampas entradas etc a10 Sinalização a11 Refletor a12 Poste com duas luminárias externa a13 Lâmpada obstáculo a14 Minuteria a15 Luz de emergência na parede independente a16 Exaustor b Eletrodutos e distribuição b1 Embutido no teto ou parede b2 Embutido no piso b3 Telefone no teto b4 Telefone no piso b5 Campainha som anunciador b6 Condutorfase no eletroduto b7 Condutor neutro no eletroduto b8 Condutor de retorno no eletroduto b9 Condutor terra no eletroduto b10 Cordoalha de terra b11 Leito de cabos b12 Caixa de passagem no piso b13 Caixa de passagem no teto b14 Caixa de passagem na parede b15 Eletroduto que sobe b16 Eletroduto que desce b17 Eletroduto que passa descendo b18 Eletroduto que passa subindo b19 Sistema de calhas no piso I Luz e força II Telefone III Telefone PABX KS ramais IV Especiais COMUNICAÇÕES b20 Condutor de 10 mm² fase para campainha b21 Condutor de 10 mm² neutro para campainha b22 Condutor de 10 mm² retorno para campainha c Quadros de distribuição c1 Quadro parcial aparente luz e força c2 Quadro parcial embutido luz e força c3 Quadro geral aparente luz e força c4 Quadro geral embutido luz e força c5 Caixa de telefone c6 Caixa para medidor d Interruptores d1 Uma seção d2 Duas seções d3 Três seções d4 Paralelo ou threeway d5 Intermediário ou fourway d6 Botão de minuteria d7 Botão com campainha na parede d8 Botão de campainha no piso d9 Fusível d10 Chave seccionadora com fusível abertura sem carga d11 Chave seccionadora com fusível abertura em carga d12 Chave seccionadora abertura sem carga d13 Chave seccionadora abertura em carga d14 Disjuntor a óleo d15 Disjuntor a seco d16 Chave reversora e Ponto de tomada e1 Ponto de tomada de luz na parede baixa 300 mm do piso acabado e2 Ponto de tomada média 1 300 mm do piso e3 Ponto de tomada alta 2 000 mm do piso e4 Ponto de tomada de luz no piso e5 Ponto de tomada para rádio e tv e6 Relógio elétrico no teto e7 Idem na parede e8 Saída de som no teto e9 Idem na parede e10 Cigarra e11 Campainha e12 Quadro anunciador 4 chamadas e13 Ponto de tomada de telefone na parede externa e14 Ponto de tomada de telefone na parede interna e15 Ponto de tomada de telefone no piso externa e16 Ponto de tomada de telefone no piso interna f Motores e transformadores f1 Gerador indicar as características f2 Motor f3 Transformador de potência f4 Transformador de corrente f5 Transformador de potencial Observações a é a indicação do ponto de comando 4 é o circuito correspondente Significa 3 condutores de 2 vezes de 25 mm² por fase Simbologia de Instalações elétricas Exemplo de instalação de iluminação Simbologia de Instalações elétricas Obs tomadas não cotadas são de 100 VA Condutores não cotados são de 25 mm² número de tomadas no ponto Sala 1500 W Banho Cozinha Área Quarto 2 x 100 VA 600 VA 2 x 100 VA 100 VA 100 VA 600 VA 600 VA 600 VA 600 VA 4400 W 60 VA 40 VA MACINTYRE A J Bombas e Instalações de Bombeamento Rio de Janeiro Guanabara Dois 1980 CREDER H Instalações elétricas 16 Rio de Janeiro LTC 2016 UMANS S D Máquinas elétricas de Fitzgerald e Kingsley 7 Porto Alegre AMGH 2014 ELETROTÉCNICA Vol 1 Eurico G de Castro Neves e Rubi Münchow BOYLESTAD Robert L Introdução à análise de circuitos 12 ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2012 959 p ISBN 9788564574205 REFERÊNCIA 39