Quadros de Distribuição Elétrica Industrial - Tipos, Localização e Componentes

MANUTENÇÃO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS PROF LUIZ CARLOS DA SILVA Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 2 Quadro de distribuição Quadro de distribuição é o conjunto que compreende um ou mais dispositivos de proteção e manobra destinado a distribuir energia aos circuitos terminais eou a outros quadros de distribuição Quadro de Distribuição Geral QDG contém os componentes projetados para seccionamento proteção e medição dos circuitos de distribuição ou em alguns casos de circuitos terminais Quadro de Distribuição Parcial quadro de distribuição dos diversos circuitos destinados a alimentação dos pontos de tomadas iluminação bombas de água aquecedores e demais equipamentos que utilizam energia elétrica Centro de Controle de Motores CCM quando nestes forem instalados componentes de comandos de motores Quadro de Distribuição de Força e Luz QDFL quando contenham componentes de comando de iluminação e tomadas Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 3 Quadro de distribuição Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 4 Quadro de distribuição Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 5 Quadro de distribuição Localização do quadro de distribuição O quadro de distribuição geral deve ser localizado de preferência no interior da subestação ou em área contígua a esta De uma maneira geral deve ficar próximo das unidades de transformação a que está ligado Os quadros terminais e quadros de distribuição parciais deverão ser localizados preferencialmente no Centro de Carga da instalação que deverá ser definido como o ponto ou região onde se concentram as maiores potências Centro de carga É definido pelo cálculo do baricentro dos pontos considerados como de carga puntiforme e correspondentes à potência demandada de cada carga com suas respectivas distâncias em relação à uma origem de referência Se não for possível instalar o quadro de distribuição no centro de carga pois muitas vezes se acha em um ponto físico inconveniente do setor elétrico ou seja ficaria entre as máquinas dificultando ou interrompendo o fluxo normal de produção etc então podese instalar o quadro de distribuição próximo à linha geral dos dutos de alimentação canaletas eletrocalhas etc afastado da passagem sistemática de funcionários em ambientes bem iluminados em locais de fácil acesso em locais não sujeitos a gases corrosivos inundações trepidações etc em locais de temperatura adequada 𝑋 coordenada 𝑥 do centro de carga em relação à uma origem de referência 𝑌 coordenada 𝑦 do centro de carga em relação à uma origem de referência 𝑋𝑖 posição 𝑥 da carga 𝑖 em relação à uma origem de referência 𝑌𝑖 posição 𝑦 da carga 𝑖 em relação à uma origem de referência 𝑃𝑖 potência demandada da carga 𝑖 Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 6 Quadro de distribuição Características Tensão nominal Corrente nominal capacidade do barramento principal Resistência mecânica aos esforços de curto circuito para o valor de crista Grau de proteção Acabamento revestido de proteção e pintura final Circuito reserva NBR5410 Quantidade de circuitos efetivamente disponível N Espaço mínimo destinado a reserva em número de circuitos Até 6 2 7 a 12 3 13 a 30 4 N 30 015N NOTA A capacidade de reserva deve ser considerada no cálculo do alimentador do respectivo quadro de distribuição Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 7 Exemplo Considere as potências e as distâncias m indicadas nas figuras abaixo 𝑋 𝑋1 𝑃1 𝑋2 𝑃2 𝑋3 𝑃3 𝑋4 𝑃4 𝑋5 𝑃5 𝑃1 𝑃2 𝑃3 𝑃4 𝑃5 60 225 150 500 200 750 320 300 320 1000 225 500 750 300 1000 𝑋 2358𝑚 𝑌 𝑌1 𝑃1 𝑌2 𝑃2 𝑌3 𝑃3 𝑌4 𝑃4 𝑌5 𝑃5 𝑃1 𝑃2 𝑃3 𝑃4 𝑃5 150 225 60 500 150 750 110 300 40 1000 225 500 750 300 1000 𝑌 898𝑚 Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 8 Proteção contra correntes de sobrecarga Coordenação entre condutores e dispositivos de proteção NBR5410 Para que a proteção dos condutores contra sobrecargas fique assegurada as características de atuação do dispositivo destinado a provêla devem ser tais que 𝐼𝑃 𝐼𝑛 𝐼𝑧 𝐼2 145 𝐼𝑧 𝐼𝑃 corrente de projeto do circuito 𝐼𝑛 corrente nominal do dispositivo de proteção ou corrente de ajuste para dispositivos ajustáveis nas condições previstas para sua instalação 𝐼𝑧 capacidade de condução de corrente dos condutores nas condições previstas para sua instalação 𝐼2 corrente convencional de atuação para disjuntores ou corrente convencional de fusão para fusíveis Corrente convencional aquela que assegura efetivamente a atuação do disjuntor dentro de um intervalo de tempo denominado tempo convencional NOTA A condição 𝐼2 145 𝐼𝑧 é aplicável quando for possível assumir que a temperatura limite de sobrecarga dos condutores não venha a ser mantida por um tempo superior a 100 h durante 12 meses consecutivos ou por 500 h ao longo da vida útil do condutor Quando isso não ocorrer essa condição deve ser substituída por 𝐼2 𝐼𝑧 Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 9 Diagrama unifilar Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 10 Diagrama unifilar Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 11 Eletroduto A utilização de eletrodutos deve seguir os seguintes critérios Dentro de eletrodutos só devem ser instalados condutores isolados cabos unipolares ou cabos multipolares admitindose a utilização de condutor nu em eletroduto isolante exclusivo quando tal condutor se destinar a aterramento Em instalações internas onde não haja trânsito de veículos pesados os eletrodutos de PVC devem ser enterrados a uma profundidade não inferior a 025 m Em instalações externas sujeitas a tráfego de veículos leves os eletrodutos de PVC devem ser enterrados a uma profundidade não inferior a 045 m Para profundidades inferiores é necessário envelopar o eletroduto em concreto Em instalações externas sujeitas a trânsito de veículos pesados os eletrodutos de PVC devem ser enterrados a uma profundidade não inferior a 045 m protegidos por placa de concreto ou envelopados Costumase nestes casos utilizar eletrodutos de ferro galvanizado Os eletrodutos aparentes devem ser firmemente fixados a uma distância máxima É vedado o uso como eletroduto de produtos que não sejam expressamente apresentados comercialmente como tal Somente devem ser utilizados eletrodutos não propagantes de chama São utilizados eletrodutos de PVC ou de ferro galvanizado Os primeiros são em geral aplicados embutidos em paredes pisos ou tetos Os segundos são geralmente utilizados em instalações aparentes ou embutidos quando se necessita de uma proteção mecânica adequada para o circuito Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 12 Eletroduto A utilização de eletrodutos deve seguir os seguintes critérios A taxa máxima de ocupação em relação à área da seção transversal dos eletrodutos não deve ser superior a o 53 no caso de um único condutor ou cabo o 31 no caso de dois condutores ou cabos o 40 no caso de três ou mais condutores ou cabos O diâmetro externo dos eletrodutos deve ser igual ou superior a 16 mm Os trechos contínuos de tubulação sem interposição de caixas ou equipamentos não devem exceder 15 m de comprimento para linhas internas às edificações e 30 m para as linhas em áreas externas às edificações se os trechos forem retilíneos Se os trechos incluírem curvas o limite de 15 m e o de 30 m devem ser reduzidos em 3 m para cada curva de 90 Quando o ramal de eletrodutos passar obrigatoriamente através de áreas inacessíveis impedindo assim o emprego de caixas de derivação esta distância pode ser aumentada desde que se proceda da seguinte forma o para cada 6 m ou fração de aumento dessa distância utilizase um eletroduto de diâmetro ou tamanho nominal imediatamente superior ao do eletroduto que normalmente seria empregado para o número e tipo de condutores Em cada trecho de tubulação entre duas caixas entre extremidades ou entre extremidade e caixa podem ser previstas no máximo três curvas de 90º ou seu equivalente até no máximo 270º Em nenhum caso devem ser previstas curvas com deflexão maior do que 90º Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 13 Eletroduto A utilização de eletrodutos deve seguir os seguintes critérios Devem ser empregadas caixas de derivação nos seguintes casos o em todos os pontos de entrada e saída dos condutores da tubulação exceto nos pontos de transição ou passagem de linhas abertas para linhas em eletrodutos os quais nestes casos devem ser rematados com buchas o em todos os pontos de emenda ou derivação de condutores o os condutores devem formar trechos contínuos entre as caixas de derivação isto é não deve haver emendas dos condutores no interior do eletroduto o as emendas e derivações devem ficar no interior das caixas Para facilitar o puxamento dos condutores no interior dos eletrodutos podem ser utilizados os guias de puxamento eou talco e lubrificantes apropriados que não danifiquem a capa de proteção eou a isolação dos condutores A área da seção transversal interna dos eletrodutos ocupada pelos cabos deve estar de acordo com a norma Dimensões mm DE 16 20 25 32 Di 117 154 19 25 e 21 23 3 35 L 50000 50000 50000 25000 Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 14 Eletroduto Eletrodutos rígidos de PVC do tipo rosqueado Dimensões do eletroduto Área util ocupável pelos cabos Referência da rosca Diâmetro nominal Diâmetro externo Espessura da parede Área total 1 cabo 53 2 cabos 31 3 cabos 40 Classe A Classe B Classe A Classe B Classe A Classe B Classe A Classe B Classe A Classe B pol mm mm mm mm mm² mm² mm² mm² mm² mm² mm² mm² 12 16 211 03 25 18 2036 2405 1079 1275 631 746 814 962 34 20 262 03 26 23 3464 3664 1836 1942 1074 1136 1385 1466 1 25 332 03 32 27 5641 6070 2990 3217 1749 1882 2256 2428 1 14 32 422 03 36 29 9621 10406 5099 5515 2983 3226 3848 4162 1 12 40 478 04 40 30 12441 13723 6594 7273 3857 4254 4976 5489 2 50 594 04 46 31 19792 22229 10490 11781 6136 6891 7917 8891 2 12 65 751 04 55 38 32271 35785 17103 18966 10004 11093 12908 14314 3 80 880 04 62 40 44888 50265 23791 26641 13915 15582 17955 20106 4 100 1143 04 50 85439 45283 26486 34176 Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 15 Eletroduto Fio isolação PVC Seção nominal Diâmetro do condutor Espessura da isolação Diâmetro externo mm2 mm mm mm 15 136 07 28 25 174 08 33 4 220 08 38 6 269 08 43 10 348 10 55 16 438 10 64 Cabo isolação PVC Seção nominal Diâmetro do condutor Espessura da isolação Diâmetro externo mm2 mm mm mm 15 153 07 31 25 195 08 37 4 249 08 43 6 303 08 48 10 372 10 59 16 471 10 70 25 585 12 85 35 690 12 96 50 804 14 115 70 965 14 130 95 1138 16 155 120 1284 16 170 150 1417 18 185 185 1580 20 205 240 1820 22 235 300 2055 24 265 400 2270 26 290 500 2635 28 330 Instalações Elétricas Industriais 11092024 LUIZ CARLOS DA SILVA 16 Exemplo Determinar a área da seção transversal de um eletroduto de PVC que contém um circuito trifásico a cinco condutores 3F N PE em cabo isolado em PVC de seções transversais iguais a 120 mm² 70 mm² e 70 mm² respectivamente Área total dos condutores 𝑆𝐶 120 𝑚𝑚2 𝐷𝐶 17 𝑚𝑚 𝑆𝐶 70 𝑚𝑚2 𝐷𝐶 13 𝑚𝑚 𝑆𝐶𝑇 3 𝜋 172 4 2 𝜋 132 4 𝑆𝐶𝑇 9464 𝑚𝑚2 Comprimento total do trecho 𝐶𝑇 3 6 3 𝐶𝑇 21 𝑚 Distância máxima permitida considerandose as duas curvas 𝐷𝑚𝑎𝑥 15 2 3 𝐷𝑚𝑎𝑥 9 𝑚 Diferença entre o comprimento total do trecho e a distância máxima permitida 𝐷𝑡𝑚𝑎𝑥 𝐶𝑇 𝐷𝑚𝑎𝑥 21 9 𝐷𝑡𝑚𝑎𝑥 12 𝑚 Fração de aumentos para cada 6 m 𝐹 𝐷𝑡𝑚𝑎𝑥 6 12 6 𝐹 2 Área do eletroduto considerando a área útil de 40 3 condutores 𝑆𝑒𝑙 𝑆𝐶𝑇 04 9464 04 𝑆𝑒𝑙 2366 𝑚𝑚2 Diâmetro do eletroduto 𝐷𝑒𝑙 4 𝑆𝑒𝑙 𝜋 4 2366 𝜋 549 𝑚𝑚 𝐷𝑒𝑙 65 𝑚𝑚 Utilizando a fração de aumentos para cada 6 metros 𝐷𝑒𝑙𝑒𝑡 100 𝑚𝑚