·

Cursos Gerais ·

Sistemas Elétricos

Send your question to AI and receive an answer instantly

Ask Question

Preview text

HÉLIO CREDER\nInstalações Elétricas\nDÉCIMA QUINTA EDIÇÃO\n40 ANOS\nEdição Comemorativa\nLTC INSTALAÇÕES ELÉTRICAS\n15ª Edição\nHélio Creder\nEngenheiro Eletricista - IME\nMSc em Engenharia Mecânica - UFRJ\nLTC O autor e a editora empenham-se para criar adequadamente e dar o devido crédito a todos os detentores dos direitos autorais de qualquer material utilizado neste livro, dispondo-se a resolver quaisquer casos, inadvertidamente, e a identificação de algum deles tenha sido omitida.\n\nIlustrações de partes: Usina Hidrelétrica de Tucurú (cortesia de Eletronorte); Usina Nuclear Angra 2 (cortesia de Furnas); e Usina Hidrelétrica de Itaipu (cortesia de Itaipu Binacional).\n\n1ª edição: 1966 — Reimpressões: 1968\n2ª edição: 1969 — Reimpressões: 1970, 1971 e 1972\n3ª edição: 1974 — Reimpressões: 1974 e 1975\n4ª edição: 1976 — Reimpressões: 1976 (quatro) e 1978\n5ª edição: 1979 — Reimpressões: 1980\n6ª edição: 1982 — Reimpressões: 1982 (duas) e 1983\n7ª edição: 1983 — Reimpressões: 1984\n8ª edição: 1986 — Reimpressões: 1988 e 1989\n11ª edição: 1991 — Reimpressões: 1991, 1992 (duas) e 1993\n12ª edição: 1993 — Reimpressões: 1995 — 1996 e 1997\n13ª edição: 1998 — Reimpressões: 1999\n14ª edição: 2000 — Reimpressões: 2000\n14ª edição revista e atualizada: 2002 — Reimpressões: 2002, 2006 e 2006\nRevisão da 14ª edição: José Roberto Pires de Camargo (Professor do Departamento de Engenharia Elétrica — Instituto Militar de Engenharia)\n15ª edição: 2007 e 2008 (duas)\n\nDireitos exclusivos para a língua portuguesa\nCopyright © 2007 by Hélio Creder\nLTC — Livros Técnicos e Científicos Editora S.A.\nUma edição do Grupo Editorial Nacional\nReservados todos os direitos. É proibida a publicação ou reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer tipos de processos eletrônicos, mecânicos, gravação, fotocópia ou outros, sem permissão expressa da Editora.\n\nTravessa do Ouvidor, 11\nRio de Janeiro, RJ — CEP 20040-040\nTel.: 21-3990-9400\nFax: 21-221-3202\nwww.ltc.com.br\n\nCIP-Brasil. Catalogação-na-fonte\nSINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ.\nC9351\n15. ed.\nCreder, Hélio, 1926-2005\nInstalações elétricas / Hélio Creder ; [coordenação da revisão técnica e atualização Luiz Sebastião Costas]. - 15. ed. - Rio de Janeiro : LTC, 2007.\n\nContém exercícios e respectivas respostas\nApêndices\nISBN 978-85-216-1567-5\n\nI. Instalações elétricas. I. Título.\n\n07-1983. CDD: 621.31042 CDU: 621.316.1 Sobre as Ilustrações da Capa\n\nUSINA HIDRELÉTRICA DE TUCUURU\n(acima à direita)\n\nEsta usina, situada no rio Tocantins, no Bodo do Para, distando aproximadamente 350 km ao sul da cidade de Belém, teve sua construção iniciada em 1976 pela Eletrobrás – Centrais Elétricas do Norte do Brasil S.A., e sua operação começou em 1984. Inicialmente com 12 geradores (350 MVA cada um) ou 2445 MW de potência instalada, a usina é cercada com mais de um par de ganhadores (348 MVA cada um). A Usina de Tucuruí foi construída com vistas a fornecer energia para a instalação de complexos industriais no setor de mineração e outros, e para atender às necessidades energéticas das Regiões Norte/Nordeste, possibilitando a implantação de projetos agropecuários e agronômicos.\n\nA usina foi construída num trecho do rio Tocantins de 150 metros de largura, e dispôs de uma barragem de sete quilômetros de extensão que contaria com duas casas de força, que abrigariam as 32 unidades geradoras com capacidade total instalada de 8.370 MW.\n\nCom a integração do Sistema Norte ao Sistema Interligado Nacional, sua energia pode fornecer cerca de 40 milhões de brasileiros e permite a otimização energética dessas regiões.\nA energia de Tucuruí é distribuída para as Regiões Norte/Nordeste e Sudeste através de diversas linhas de transmissão em 500 kV, corrente alternada.\n\nUSINA NUCLEAR ANGRA 2\n(acima à esquerda)\n\nA decisão do implementação de usinas nucleares no Brasil se deu em 1969, e coube a Furnas – Centrais Elétricas S.A. a incumbência de construí-las.\n\nAs usinas nucleares Angra I e Angra 2 fazem parte da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto e estão localizadas no município de Angra dos Reis, no Estado do Rio de Janeiro.\n\nAngra I foi pioneira e entrou em operação em 1985 com 657 MW de potência, Angra 2, com potência de 1.350 MW, ainda em construção, deverá ser um dos grandes complexos energéticos do mundo.\n\nEm face da escassez de água de um modo geral, as usinas nucleares ao longo do tempo poderão substituir próximos aos centros urbanos, indicando um solo às externas linhas de transmissão.\n\nComo o objetivo de complementar a geração das usinas hidrelétricas, necessidade essa que se acentuou para fins dos anos 1990 e início do século 21, o Brasil assinou um Acordo de Cooperação Nuclear com a então República Federal da Alemanha, pelo qual seriam construídas outras usinas nucleares com objetivo de tecnologia necessária ao desenvolvimento desta usina. A Central Nuclear de Angra está pronta para receber sua terceira unidade, pois o parque dos equipamentos desta usina já está comprado e estocado.\n\nA Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto é integrada ao Sistema de Furnas através de linhas de transmissão em 500 kV.\n\nUSINA HIDRELÉTRICA DE ITAIPU\n(abaixo)\n\nA Usina Hidrelétrica de Itaipu está localizada no Paraná, no trecho de fronteira entre o Brasil e Paraguai, a 14 km ao norte da Ponte da Amizade, e foi realizada do acordo tripartite, entre Brasil, Paraguai e Argentina, para aproveitamento dos recursos hídricos no trecho do Paraná desde as cataratas de Set Guida até a foz do rio de Prata. A obra do projeto foi ligada ao sistema de foz do Iguaçu, no Brasil, e cercou o Estado do Este, no Paraguai, ao sul, até Guairá (Brasil) e Setor do Guaíra (Paraguai), ao norte.\n\nA maior usina hidrelétrica em operação no mundo é um empreendimento binacional desenvolvido pelo Brasil e pelo Paraguai.\n\nA potência instalada da usina é de 12.600 MW, tem 18 unidades geradoras de 700 MW cada uma, sendo nove na frequência da rede elétrica paraguaia (50 Hz) e nove na frequência da rede elétrica brasileira (60 Hz).\n\nO primeiro gerador de 700 MW entrou em operação em maio de 1984, e, em 1986, o trinômio, entrou em operação em abril de 1991. A capacidade instalada da usina será ampliada em 2007 para 14.000 MW, quando estarão operando as duas últimas unidades geradoras.\n\nA usina está interligada à Região Sudeste através dos bipolos de corrente contínua e 600 kV e de três linhas de transmissão em 750 kV, corrente alternada. Esta, também, interligada à Região Sul por linhas em 500 kV, corrente alternada. À minha esposa e aos meus filhos.\nH.C.\n\nAo meu pai e primeiro professor,\n\nAcho que a saudade não saíria jamais do meu coração, mas como conversávamos, a mente faz registros e eles são para sempre; e o que me conforma é que você estará comigo e com todos que o amaram sempre...\n\nSua coragem e determinação sempre foram exemplos para nós, suas filhas, e com certeza para seus netos.\n\nVocê sempre me dizia: \"Eu fiz de tudo na vida, já plantei árvores, escrevi livros e tive filhos.\"\n\nJá no fim de sua vida me assegurou: \"Eu queria ser um velho comum, que se contasse como a apostoladora e disse em casa, mas não consigo, tenho que ir ao escritório, preciso rever meus livros, preciso transmitir o que sei; se ficar em casa, morro.\"\n\nComo esquecer você se são tantas as marcas? Você está na natureza que amava.\n\nPois é, pai, pessoas assim não morrem jamais, porque deixam pedacinhos seus nos outros, e assim se mantêm vivos para sempre dentro de nós.\n\nTenho a certeza de que será sempre lembrado por nós em muitas situações da vida. Sua coragem e determinação são indeleveles.\n\nAgora sinto muita dor, mas é só saudade, paizinho...\n\n(Trecho da carta escrita e lida pela filha do Prof. Hélio Creder por ocasião da sua Missa de Sétimo Dia.) Prefácio à 15ª Edição\n\nOs constantes avanços tecnológicos que vêm se processando cada vez em menor intervalo de tempo obrigam os livros técnicos a passar por um permanente processo de revisão e atualização.\n\nNão podia fugir a essa regra a mais antiga tradição livro de Instalações Elétricas, escrito pelo Professor Hélio Creder, que há bem pouco atualizado ao longo dos anos. E um livro de caráter didático e prático que muito tem auxiliado os técnicos e engenheiros que se dedicam às instalações elétricas de baixa tensão.\n\nLamentavelmente o Professor Hélio Creder veio a falecer em dezembro de 2005. Com isso, a Editora LTC conduziu uma equipe de engenheiros e professores da Faculdade de Engenharia da UERJ para renovar, na edição comemorativa dos quarenta anos do primeiro edição do livro Instalações Elétricas, fosse dado aos leitores - alunos, técnicos, engenheiros, professores e instaladores - a continuidade de uma obra já consagrada no Brasil.\n\nPara isso foi feito não somente uma revisão técnica completa e atualização com todos os capítulos, mas também uma mudança na sequência na apresentação dos assuntos, visando tornar esta obra ainda mais adequada para o seu didático, sem perder o caráter informativo e técnico. Adequação às normas da ABNT, principalmente as normas NBR 5410, edição 2004, e NBR 5419, edição 2005, foi a primeira preocupação. Paralelamente, foram feitas alterações na ordem de apresentação dos capítulos referentes aos projetos de instalações elétricas, de modo a reunir as informações necessárias a sua realização de forma sequencial, facilitando a consulta a tabelas, expressões e diagramas elétricos.\n\nO trabalho de revisão e atualização foi coordenado pelo engenheiro eletricista Luiz Sebastião Costa (EEFI, 1969), professor das disciplinas de \"Instalações Elétricas\" e de \"Elementos de Eletrotécnica e Instalações Elétricas\" da Faculdade de Engenharia da UERJ desde 1974, que, além da revisão propriamente dita, preocupou-se com a inclusão das novas iniciativas e tecnologias.\n\nA equipe contou com a participação da engenheira eletricista Ivone Telles Freires Valadator (UERJ, 1979), professora desde 1981 na UERJ, da disciplina de \"Conversão de Energia\", e do engenheiro eletricista Davíd Martins Vieira (PUC-RJ, 1977), professora na PUC-RJ das disciplinas da área de \"Eletromecânica\", e da UFRJ, da disciplina de laboratório de \"Máquinas Elétricas e Eletrônicas\", desde 1996.\n\nOs tópicos eletricistas anteriormente instalação de sistemas de projeto contaram desgraças intrínsecas – SPDA – contaram com a colaboração do engenheiro eletricista Paulo Emundão do Fonsenca Freire (PUC-RJ, 1978), do Padi Engenharia Ltda., que possui uma expectativa de mais 25 anos trabalhando em projetos nessas áreas.\n\nTendo em vista a importância do uso eficiente de energia elétrica no mundo de hoje, ampliou-se e atualizou-se o capítulo sobre conhecimento sobre fator de potência, que contou com a participação do engenheiro Ébito Ilanonte Cardoso (UERJ, 1977) da Esto Estudados Engenharia Ltda.\n\nEsperar-se que este trabalho antecipe todas as expectativas daqueles que venham a se utilizar desta obra com a finalidade de aprender, projetar, instalar, autialzar-se ou utilizar-la como material para ensino deste tema vasto e dinâmico que é o de instalações elétricas. Prefácio à 1ª Edição\n\nNorteiçam o propósito de escrever este livro os interesses em contribuir para a divulgação de informes sobre um assunto técnico, carente de fontes em nosso idioma e, mais ainda, de facilitar as tarefas de professores e alunos, aqueles, convictos no anseio de transmitir conhecimentos, estes, ávidos em recebê-los.\n\nCom os militantes nos diversos campos de Engenharia, quer como projetistas, quer como executantes, espero que este manual coopere de algum modo, pois é fato conhecido que a energia elétrica deve estar sempre presente em toda atividade técnica, na preparação de canteiros de trabalho, em Edifícios ou no andandamento de obras de qualquer natureza.\n\nNão foi minha intenção trazer conhecimentos novos sobre o assunto e, sim, compilar e coordenar ensinamentos oriundos das diversas fontes citadas na Bibliografia, adicionados a alguma experiência profissional. Como o objetivo principal deste livro é a execução, os conceitos referentes a diversos assuntos abordados são de agentes supervisores, o suficiente para familiarização, mesmo do iniciante.\n\nCabe-me agradecer a todos os que cooperaram direta ou indiretamente para que fosse possível esta publicação, seja pela execução material, seja pela autorização da publicação de tabelas e figuras de diversos manuais técnicos de prestigiosas organizações, como: General Electric, Siemens do Brasil, Eletromat, Ficap, Sincron, Lorenzetti, Cia. Brasileira de Lâmpadas etc.\n\nEsperando que este livro encontre boa receptividade por parte dos estudiosos do assunto e pelo público em geral, aceitaria de bom grado críticas e sugestões, no sentido de melhorar-lhe sempre.\n\nO Autor Sumário\n\n1. INTRODUÇÃO ÀS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE LUZ E FORÇA EM BAIXA TENSÃO, 1\n1.1 Generalidades, 1\n1.2 Graça, 1\n1.3 Transmissão, 6\n1.4 Distribuição, 7\n1.5 Alternativas Energéticas, 12\nResumo, 13\nExercícios de Revisão, 13\n\n2. CONCEITOS BÁSICOS NECESSÁRIOS AOS PROJETOS E À EXECUÇÃO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS, 14\n2.1 Ferramentas, 14\n2.2 Composição da Matéria, 15\n2.3 Carga Elétrica, 16\n2.4 Corrente Elétrica, 17\n2.5 Diferença de Potencial ou Tensão, 18\n2.6 Resistências Elétricas, 18\n2.7 Lei de Ohm, 19\n2.8 Circuitos Série, 19\n2.9 Circuitos Paralelos, 20\n2.10 Circuitos Mistos, 21\n2.11 Lei de Kirchhoff, 22\n2.12 Técnica e Energia Elétrica, 23\n2.13 Medidores de Potência, 25\n2.14 Medidores de Energia, 26\n2.15 Economia de Energia Elétrica, 28\n2.16 Cálculo Matematizado de Energia, 29\n2.17 Números de Magnitude e Campo Magnético, 31\n2.18 Geração de E.E.M., 35\n2.19 Indução Eletromagnética, 36\n2.20 Força Eletromotriz (f.e.m.), 37\n2.21 Corrente Contínua e Corrente Alternada, 38\n2.21.1 Ondas Senoidais, 40\n2.21.2 Valor Eficiência (mas), 41\n2.21.3 Instrumentos de Medida, 42\n2.21.4 Aplicação do Valor Eficiência ou ms, 43\n2.22 Circuitos de Corrente Alternada em Regime Permanente, 44\n2.22.1 Circuito R, 44\n2.22.2 Circuito L, 45\n2.22.3 Circuito C, 46\n2.22.4 Circuito RLC, 48\n2.23 Circuitos Monofásicos e Trifásicos, 51\n2.24 Fator de Potência, 52\n2.25 Ligação em Triângulo e em Estrela, 53\n2.25.1 Ligação em Triângulo ou Delta, 54\n2.25.2 Ligação em Estrela, 55\nResumo, 57\nExercícios de Revisão, 57\n 3. PROJETO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS, 58\n3.1 Símbolos Utilizados, 58\n3.2 Carga dos Pontos de Utilização, 58\n3.3 Previsão da Carga de Iluminação e Pontos de Tomada, 58\n3.3.1 Especificidades, 58\n3.3.2 Carga de Iluminação, 62\n3.3.3 Pontos de Tomada de Uso Geral, 62\n3.3.4 Pontos de Tomada de Uso Específico, 63\n3.4 Divisão das Instalações, 63\n3.5 Dispositivos de Comando dos Circuitos, 64\n3.5.1 Interruptores, 64\n3.5.2 Minit switches, 66\n3.5.3 Contatores e Chaves Magnéticas, 66\n3.5.4 Controles com Intertravamento, 69\n3.6 Linhas Elétricas, 79\n3.6.1 Condutores, 79\n3.6.2 Seleção e Instalação de Linhas Elétricas, 80\n3.6.3 Tipos de Linhas Elétricas, 81\n3.6.4 Capacidade de Condução de Corrente dos Condutores, 87\n3.6.5 Número de Condutores Carregados (NBR-5410/2004), 87\n3.7 Dimensionamento dos Condutores pela Queda de Tensão Admissível, 96\n3.8 Fator de Diversidade, 100\n3.10 Eletrodutos, 101\n3.10.1 Prescrições para Instalação, 101\n3.10.2 Dimensionamento, 101\nResumo, 103\nExercícios de Revisão, 103\n 5. LUMINOTÉCNICA, 144\n5.1 Lâmpadas e Luminárias, 144\n5.1.1 Lâmpadas Incandescentes, 144\n5.1.2 Lâmpadas de Descarga, 144\n5.1.3 Lâmpadas de Estado Sólido – LED’s, 145\n5.2 Iluminação Incandescente, 145\n5.2.1 Lâmpada Quarto-halogênicas (Dicróicas), 146\n5.2.2 Características das Lâmpadas Dicróicas (GE), 147\n5.3 Iluminação Fluorescente, 147\n5.3.1 Equipamento Auxiliar, 147\n5.3.2 Funcionamento, 151\n5.3.3 Diagrama de Ligação de Lâmpadas Fluorescentes, 151\n5.3.4 Diagrama de Ligação de Lâmpadas de Descarga, 152\n5.3.5 Lâmpadas Fluorescentes Compactas, 152\n5.3.6 Lâmpada Fluorescente Circular, 152\n5.4 Iluminação a Vapor de Mercúrio, 152\n5.4.1 Equipamento Auxiliar, 154\n5.4.2 Funcionamento, 154\n5.4.3 Partida da Lâmpada a Vapor de Mercúrio, 155\n5.4.4 Características da Lâmpadas VM, 155\n5.5 Outros Tipos de Iluminação, 156\n5.5.1 Iluminação a Vapor de Sódio de Alta Pressão, 156\n5.5.2 Iluminação a Multípeis Metálicos, 156\n5.5.3 Iluminação a Luz Mista, 156\n5.5.4 Iluminação de Estado Sólido – LED, 156\n5.6 Gráfico entre os Diversos Tipos de Lâmpada, 157\n5.6.1 Fluxo Luminoso e Características de Operação, 157\n5.7 Grandeza e Função Luminosa, 160\n5.7.1 Lúmen, 160\n5.7.2 Cor, 161\n5.7.3 Intensidade Luminosa – Candela (cd), 162\n5.7.4 Fluxo Luminoso – Lúmen (lm), 162\n5.7.5 Iluminância – Lux (lx), 162\n5.7.6 Iluminação – cd/(m² ou m²), 162\n5.7.7 Eficiência Luminosa – lm/W, 162\n5.7.8 Curva de Distribuição Luminosa, 162\n5.8 Métodos de Cálculo de Iluminação, 163\n5.9 Métodos de Lâmpadas, 163\n5.9.1 Escolha da Iluminação, 163\n5.9.2 Eletrodoméstico e Luminária, 163\n5.9.3 Determinação do Índice de Local, 166\n5.9.4 Determinação do Coeficiente de Utilização, 166\n5.9.5 Determinação do Fator de Depreciação, 166\n5.9.6 Fluxo Total, Número de Luminárias e Espaçamento entre Luminárias, 167\n5.9.7 Determinando Aprovada da Referência de Superfícies, 172\n5.10 Métodos das Candidózes Zonas, 173\n5.11 Método de Ponto por Ponto, 190\n5.11.1 Fonte Puntiforme, 190\n5.11.2 Fonte Linear Infinita, 190\n5.11.3 Fonte Superfície de Área Infinita, 190\n5.11.4 Efeito Paralelo de Lúz, 191\n5.12 Iluminação de Rua – Regras Práticas, 193\n5.12.1 Curvas de Ioslux, 193\n5.12.2 Nível Médio de Iluminação na Rua e na Calçada, 194\nResumo, 196\nExercícios de Revisão, 196