Dimensionamento de Condutores Eletricos NBR 5410 - Guia Completo

09112022 1 DIMENSIONAMENTOS EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Marcio Marques DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Dimensionar um condutor nada mais é do que definir a sua seção ou a sua bitola Seu objetivo principal é assegurar que durante o funcionamento do circuito ele atenda de forma simultânea a todas as seguintes condições definidas na norma ABNT NBR 54102008 a Limite de temperatura determinado pela máxima capacidade de condução de corrente do condutor b Limite de queda de tensão c Seção mínima para condutor d Capacidade dos dispositivos de proteção contra sobrecarga e Capacidade de condução da corrente de curto circuito por tempo limitado 1 2 09112022 2 MÁXIMA CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE O dimensionamento do condutor pelo critério da máxima capacidade de condução de corrente deve ser feito mediante consulta a tabelas específicas da norma ABNT NBR 54102008 levando em consideração as seguintes informações a Tipo de isolação dos condutores b Maneira de instalar o circuito c Corrente do circuito corrente de projeto d Número de condutores carregados do circuito e Fatores de correção da corrente de projeto MÁXIMA CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE No dimensionamento dos condutores a escolha do tipo de isolação do condutor leva em consideração as temperaturas limites suportadas pelo condutor pois temperaturas superiores do que a isolação suporta podem ocasionar a perda de suas propriedades físicas químicas elétricas entre outros Considerando isso a norma ABNT NBR 54102008 define os limites máximos de temperatura aos quais a isolação do condutor pode ser submetida tanto nos casos de serviço normal contínuo como nos casos de sobrecarga e curtocircuito 3 4 09112022 3 MANEIRA DE INSTALAR O CIRCUITO A maneira como os condutores serão interligados na instalação A norma ABNT NBR 54102008 define uma relação de métodos de instalação conforme consta na tabela 33 da Norma A1 condutores isolados em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante A2 cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante B1 condutores isolados em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira B2 cabo multipolar em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira C cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede de madeira D cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo E cabo multipolar ao ar livre F cabo unipolar justapostos na horizontal na vertical ou em trifólio ao ar livre G cabos unipolares espaçados ao ar livre TABELA 1 MANEIRA DE INSTALAR O CIRCUITO Em instalações elétricas prediais a maneira mais empregada é aquela onde os condutores isolados são instalados no interior de eletrodutos embutidos em paredes Essa maneira de instalar é definida com base na Tabela 1 vista anteriormente por exemplo método de instalação 7 método de referência B1 Essa informação será posteriormente utilizada para consultar a tabela de máxima capacidade de condução de corrente 5 6 09112022 4 CORRENTE DO CIRCUITO OU CORRENTE DE PROJETO Para dimensionar os condutores seguindo o critério da máxima capacidade de condução de corrente é necessário calcular a corrente do circuito ou corrente de projeto IP O cálculo da corrente deve ser feito em função do tipo de circuito A corrente de projeto calculada IP será utilizada para definir a corrente de projeto corrigida IPC sendo essa última utilizada para definir a seção do condutor Onde Ip Corrente de projeto em Ampères A Pn Potência nominal do circuito em voltampères VA ou watts W Vf Tensão entre fase e neutro em Volts V Vff Tensão entre fases em Volts V cosϕ Fator de potência η Rendimento relação entre potência mecânica e potência elétrica NÚMERO DE CONDUTORES CARREGADOS DO CICUITO Consideramos como condutor carregado aquele que efetivamente é percorrido por uma corrente elétrica durante o funcionamento normal do circuito Nesse caso os condutores fase e neutro são considerados condutores carregados porém o condutor de proteção não pois ele só é percorrido por uma corrente elétrica quando ocorre uma falha no circuito que gere uma corrente de fuga à terra tal situação não decorre do funcionamento normal do circuito A quantidade de condutores carregados será utilizada como parâmetro para consultar a tabela que define a seção do condutor a ser adotado no circuito 7 8 09112022 5 FATORES DE CORREÇÃO DA CORRENTE DE PROJETO A corrente de projeto calculada anteriormente deverá ter seus valores corrigidos em função dos seguintes critérios temperatura agrupamento e resistividade do solo Fator de correção de temperatura FCT no dimensionamento dos condutores a temperatura do meio em que o condutor será instalado deve ser levada em consideração Caso a temperatura ambiente seja diferente 30ºC para linhas não subterrâneas ou a temperatura do solo seja diferente de 20C para linhas subterrâneas enterradas a norma da ABNT NBR 54102008 define os fatores de correção em função da isolação do condutor conforme veremos na Tabela 2 Na Tabela 2 constam os fatores a serem adotados caso a temperatura no ambiente ou do solo onde será instalado o condutor seja diferente de 30 C ou 20 C respectivamente para os condutores com isolação em PVC EPR e XLPE Por exemplo se um condutor com isolação de PVC for instalado em local cuja temperatura ambiente seja 45 C para o cálculo da corrente corrigida de projeto deve ser adotado um fator de correção igual a 079 Caso esse mesmo condutor seja enterrado em uma região cuja temperatura do solo seja 35 C o fator de correção a ser adotado será 084 FATORES DE CORREÇÃO DA CORRENTE DE PROJETO Fator de correção de agrupamento FCA no dimensionamento dos condutores a forma em que os condutores estão agrupados deve ser levada em consideração pois a quantidade de circuitos agrupados poderá influenciar na temperatura por conta do calor gerado durante a circulação da corrente nos condutores Por isso a norma define fatores de correção de agrupamento que dependem da disposição dos condutores nos dutos e do número de circuitos em um mesmo duto conforme observase na Tabela 3 9 10 09112022 6 FATORES DE CORREÇÃO DA CORRENTE DE PROJETO Fator de correção de resistividade do solo FCRS o valor desse fator será diferente de 100 um quando a resistividade térmica do solo for diferente de 25 KmW Nesses casos a norma ABNT NBR 54102008 estabelece que o valor da corrente seja adequadamente corrigido a partir da adoção de um fator de correção conforme tabela abaixo CORRENTE DE PROJETO CORRIGIDA Sabendo quais são os fatores de correção será possível calcular a corrente de projeto corrigida IPC através da seguinte fórmula abaixo Onde Ipc Corrente de projeto corrigida A Ip Corrente de projeto calculada A FCT Fator de correção de temperatura FCA Fator de correção de agrupamento FCRS Fator de correção de resistividade do solo 11 12 09112022 7 VALOR DA CORRENTE DE PROJETO CORRIGIDA O valor da corrente de projeto corrigida IPC será utilizado para dimensionar a seção nominal dos condutores Sendo assim com base nas informações referentes à quantidade de condutores carregados o método de instalação e a corrente corrigida é possível definir a seção nominal dos condutores consultando as tabelas de capacidade de condução de corrente do condutor presentes na norma ABNT NBR 5410 2008 A tabela 4 é definida em função do tipo de isolação do condutor PVC EPR XPLE A tabela 4 apresenta na primeira coluna a relação das seções nominais dos condutores que pode ser encontrada mediante o cruzamento das informações do método de referência A1A2 B1 B2 C e D com o número de condutores carregados 2 ou 3 e com o valor da máxima capacidade de condução de corrente do condutor sendo que esse deve ser maior que o valor da corrente de projeto corrigida IPC MÁXIMA QUEDA DE TENSÃO O condutor além de ser dimensionado em função da capacidade máxima de condução de corrente deve ser dimensionado também em função da máxima queda de tensão pois os valores de queda de tensão devem estar dentro dos limites prédefinidos de forma que os equipamentos possam funcionar de forma adequada evitando que ocorram falhas que podem causar efeitos reduzindo a vida útil do equipamento Por conta disso a ABNT NBR 5410 estabelece limites de queda de tensão a serem observados no dimensionamento dos condutores sendo que o valor de queda de tensão em qualquer ponto da instalação não deve ser superior aos seguintes valores com relação ao valor da tensão nominal da instalação 13 14 09112022 8 MÁXIMA QUEDA DE TENSÃO 7 calculados a partir dos terminais secundários do transformador de média para baixa tensão podendo esse transformador ser de propriedade da unidade consumidora ou ainda da própria empresa distribuidora de eletricidade No caso de grupo gerador da própria empresa esse percentual deverá ser calculado a partir dos terminais de saída do gerador 5 quando as instalações são derivadas das redes secundárias de distribuição Esse percentual será calculado a partir do ponto de entrega ou seja do ponto de conexão da rede secundária com o ramal de entrada do consumidor 4 limite máximo de queda de tensão nos circuitos terminais MÁXIMA QUEDA DE TENSÃO Para calcular a seção do condutor seguindo o critério de queda de tensão serão necessárias as seguintes informações Método de referência para a instalação Material do eletroduto magnético ou não magnético Número de condutores carregados no circuito Corrente de projeto Ip Fatores de potência do circuito Distância entre os pontos onde foi fixada a queda de tensão L A isolação do condutor Tensão do circuito Queda de tensão admissível e 15 16 09112022 9 MÁXIMA QUEDA DE TENSÃO O valor da queda de tensão unitária ΔVunit deve ser consultado nas tabelas técnicas dos fabricantes de condutores com base na seção nominal do condutor definida mediante cálculo da corrente de projeto IP Após ser calculada a queda de tensão máxima admissível no trecho Δ e deve ser verificado se a mesma está dentro dos limites estabelecidos pela norma ou pela concessionária de energia elétrica Algumas concessionárias definem limites de queda de tensão a serem adotados nos circuitos terminais inferiores ao limite da norma MÁXIMA QUEDA DE TENSÃO A seguir veremos parte de uma tabela que apresenta a seção nominal dos condutores em função da queda de tensão em VAKm calculada em cada trecho da instalação A seção do condutor é encontrada mediante o cruzamento das informações referentes ao eletroduto ou eletrocalha se é de material magnético ou não tipo de circuito monofásico ou trifásico e do valor do fator de potência FP 08 ou 095 Tabela 7 17 18 09112022 10 MÍNIMA SEÇÃO NORMALIZADA Após os dimensionarmos anteriores é necessário verificar se as seções calculadas atendem o critério da mínima seção normalizada A ABNT NBR 5410 estabelece as seções mínimas dos condutores a serem adotadas em função da aplicação dos circuitos conforme o quadro abaixo MÁXIMA QUEDA DE TENSÃO No caso do condutor neutro ele não deve ser comum a mais de um circuito e sua seção S não pode ser inferior à seção do condutor fase podendo ter sua seção reduzida nos casos em que a seção do condutor fase for superior a 25 mm² conforme mostra a tabela 8 No caso do condutor de proteção a ABNT NBR 5410 define que ele pode ser comum a mais de um circuito desde que seja instalado em um mesmo conduto eletroduto eletrocalha entre outros e sua seção poderá ser definida pela tabela abaixo 19 20 09112022 11 DIMENSIONAMENTO DE DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Os dispositivos de proteção são responsáveis pela proteção das instalações contra acidentes que possam ocorrer tanto por contatos diretos em partes energizadas da instalação como por contatos indiretos quando ocorre uma falha nos circuitos sendo necessário garantir a segurança das instalações elétricas e das pessoas Dividemse em Proteção contra sobrecarga relés térmicos ou bimetálicos Proteção contra curtocircuito fusíveis e disjuntores magnéticos Proteção contra sobrecarga e curtocircuito disjuntores termomagnéticos Proteção contra choques elétricos disjuntores diferenciais residuais Proteção contra sobretensões para raios DPS Dispositivo de Proteção contra Surto PROTEÇÃO CONTRA SOBRECORRENTE Dentre os dispositivos listados anteriormente aprenderemos a dimensionar os dispositivos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito e o dispositivo de proteção contra choques elétricos pois são os de uso mais frequente em instalações elétricas prediais 21 22