Dimensionamento de Condutores: Etapas e Cálculos

1 DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES 1 Introdução O dimensionamento dos condutores deve ser realizado seguindo as seguintes etapas a cálculo da corrente de projeto b dimensionamento pelo critério da máxima capacidade de condução de corrente c dimensionamento pelo critério da queda de tensão admissível nos condutores d verificação da seção mínima e determinar a seção do condutor fase f determinar a seção do condutor neutro e a seção do condutor terra Obs A seção dos condutores terá o valor final definido após a coordenação entre os dispositivos de proteção e os condutores 2 Cálculo da corrente de projeto IB FP 1 V P IB onde P potência do circuito W V tensão do circuito V FP fator de potência do circuito 3 DIMENSIONAMENTO DO CONDUTOR FASE 31 Critério da máxima capacidade de condução de corrente 311 Cálculo da corrente fictícia de projeto IB f2 f1 IB IB onde f1 fator de correção de agrupamento f2 fator de correção de temperatura 312 Fator de correção de agrupamento f1 É determinado na tabela 42 da NBR54102004 em função de disposição dos cabos cabos em condutos fechados número de circuitos instalados no mesmo eletroduto no pior caso por onde passa o circuito em dimensionamento Obs para um 1 circuito dentro de eletroduto f1 10 2 Tabela 42 da NBR54102004 FATORES DE CORREÇÃO PARA AGRUPAMENTO DE CIRCUITOS OU CABOS MULTIPOLARES a aplicar aos valores de capacidade de condução de corrente dados na tabela 31 da NBR541097 Número de circuitos ou de cabos multipolares Item Forma de agrupamento dos condutores 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a 11 12 a 15 16 a 19 20 Tab dos métodos de referência 1 Em feixe ao ar ou sobre superfície embutidos em conduto fechado 100 080 070 065 060 057 054 052 050 045 041 038 métodos A a F 2 Camada única sobre parede piso ou em bandeja não perfurada ou prateleira 100 085 079 075 073 072 072 071 070 3 Camada única no teto 095 081 072 068 066 064 063 062 061 método C 4 Camada única em bandeja perfurada 100 088 082 077 075 073 073 072 072 5 Camada única em leito suporte etc 100 087 082 080 080 079 079 078 078 métodos E e F 313 Fator de correção de temperatura f2 Determinase f2 na tabela 40 da NBR54102004 em função de tipo de isolação PVC para uso residencial temperatura ambiente ou do solo Obs para temperatura ambiente igual a 30oC f2 10 Tabela 40 da NBR54102004 FATORES DE CORREÇÃO PARA TEMPERATURAS AMBIENTES DIFERENTES DE 30º C PARA LINHAS NÃO SUBTERRÂNEAS E DE 20º C TEMPERATURA DO SOLO PARA LINHAS SUBTERRÂNEAS Isolação Temperatura C PVC EPR ou XLPE Ambiente 10 122 115 15 117 112 20 112 108 25 106 104 35 094 096 40 087 091 45 079 087 3 Isolação Temperatura C PVC EPR ou XLPE Do solo 10 110 107 15 105 104 25 095 096 30 089 093 35 084 089 40 077 085 45 071 080 314 Corrente fictícia de projeto f2 1f IB IB 315 Método de instalação MÉTODO DE INSTALAÇÃO Tabela 33 da NBR54102004 Método de instalação número Esquema ilustrativo Descrição Método de referência 1 5 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção não circular sobre parede B1 6 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção não circular sobre a 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 espaço desta menos de 03 vezes o diâmetro do cabo C 13 Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja perfurada horizontal ou vertical E multipolar F unipolares 16 Cabos unipolares ou cabo multipolar em leito E multipolar F unipolares 18 Condutores nus ou isolados sobre isoladores G 23 Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto de seção circular em espaço de construção B2 31 32 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletrocalha sobre parede em percurso horizontal B1 4 Método de instalação número Esquema ilustrativo Descrição Método de referência 1 ou vertical 33 Condutores isolados ou cabos unipolares em canaleta fechada embutida no piso B1 35 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletrocalha ou perfilado suspensao B1 36 Cabo multipolar em eletrocalha ou perfilado suspensao B2 42 Condutores isolados em eletroduto de seção circular contida em canaleta ventilada embutida no piso B1 1 Método de referência a ser utilizado na tabela de capacidade de condução de corrente Esta tabela não está totalmente reproduzida aqui se necessário consulte a tabela na NBR 5410 Note que todos os condutores são carregados exceto o terra de proteção e um dos condutores retorno de um comando com interruptores paralelos Para determinar os fatores de correção é conveniente considerar que em cada circuito monofásico ou bifásico utilizamse dois condutores carregados e no circuito trifásico três condutores carregados 316 Tipo de isolação Tabela 35 da NBR54102004 TEMPERATURAS CARACTERÍSTICAS DOS CONDUTORES Tipo de isolação Temperatura máxima para serviço contínuo condutor oC Temperatura limite de sobrecarga condutor oC Temperatura limite de curto circuito condutor oC cloreto de polivinila PVC 70 100 160 borracha etilenopropileno EPR 90 130 250 polietileno reticulado XLPE 90 130 250 5 317 Determinar a seção do condutor na tabela 36 da NBR 541004 PVC em função das seguintes características material condutor cobre método de instalação B eletroduto embutido em alvenaria método de referência B1 número de condutores carregados do circuito fase ou neutro 2 para circuitos parciais terminais 3 para circuito alimentador ou trifásico corrente fictícia de projeto IB Utilizar o condutor com capacidade de condução de corrente IZ maior ou igual ao valor da corrente fictícia de projeto IB TABELA 36 da NBR 541004 CAPACIDADES DE CONDUÇÃO DE CORRENTE EM AMPÈRES PARA OS MÉTODOS DE REFERÊNCIA A1 A2 B1 B2 C E D condutores e cabos com isolação de PVC dois e três condutores carregados temperatura no condutor 70C temperatura ambiente 30C Métodos de instalações definidos na Tabela 33 A1 A2 B1 B2 C D Seções nominais mm2 2 cond carreg 3 cond carreg 2 cond carreg 3 cond carreg 2 cond carreg 3 cond carreg 2 cond carreg 3 cond carreg 2 cond carreg 3 cond carreg 2 cond carreg 3 cond carreg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Cobre 05 7 7 7 7 9 8 9 8 10 9 12 10 075 9 9 9 9 11 10 11 10 13 11 15 12 1 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 15 145 135 14 13 175 155 165 15 195 175 22 18 25 195 18 185 175 24 21 23 20 27 24 29 24 4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 38 31 6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 47 39 10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 35 99 89 92 83 125 110 111 90 138 119 125 103 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 183 151 95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 216 179 120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 246 203 150 240 216 219 196 309 275 265 236 344 299 278 230 185 273 245 248 223 353 314 300 268 392 341 312 358 240 321 286 291 261 415 370 351 313 461 403 361 297 6 32 Critério da queda de tensão admissível Vamos considerar o circuito a seguir Carga Rc Rc V 2 V V V 2 V IB IB O resistor Rc representa a resistência elétrica do condutor Ω ρ S L RC Quando o circuito é ligado temos a corrente de projeto IB neste circuito Em cada um dos dois condutores temos a queda de tensão V2 que totalizam V Desta forma a tensão na carga é menor que a aplicada no início do circuito Vcarga V V Segundo a norma NBR 5410 a queda de tensão entre a origem da instalação e qualquer ponto de utilização deve ser igual ou inferior a 4 em relação à tensão nominal do circuito 127 V 220 V V V V V 2 254 V 2 44 V 4 508 V 4 88 V Deveremos utilizar um condutor com valor normalizado igual ou superior ao obtido com a expressão B mm2 V I L 2 S ρ onde S seção transversal em mm2 L comprimento do circuito m ρρρρ resistividade do condutor IB corrente de projeto A V fator de queda de tensão V 2 V 002 V tensão nominal do circuito V m 57 mm 1 2 Ω ρ cobre m 36 mm 1 2 Ω ρ alumínio 7 Para circuitos trifásicos B mm2 V I 3 L S ρ Quando um circuito for composto por várias cargas 2 n n mm V I L 2 S Σ ρ IB I1 I2 I3 In S ρρρρ mm2 V V Ln In L3 I3 L2 I2 2 L1 I1 4 SEÇÕES MÍNIMAS SEÇÕES MÍNIMAS DOS CONDUTORES Tabela 47 da NBR54102004 Tipo de instalação Utilização do circuito Seção mínima do condutor mm2 material Circuito de iluminação 15 Cu 16 Al Circuito de força TUE e TUG 25 Cu 16 Al Cabos isolados Circuito de sinalização e circuito de controle 05 Cu Circuito de força TUE 10 Cu 16 Al Instalações fixas em geral Condutores Nus Circuito de sinalização e circuito de controle 4 Cu Para um equipamento específico Como especificado na norma do equipamento Ligações flexíveis feitas com cabos isolados Para qualquer outra aplicação 075 Cu 8 5 DIMENSIONAMENTO DO CONDUTOR NEUTRO A seção nominal do condutor neutro é determinada através da tabela 48 da NBR54102004 em função da seção nominal do condutor fase SEÇÃO DO CONDUTOR NEUTRO Para circuitos trifásicos ligação estrela e equilibrado Tabela 48 da NBR54102004 Seção do condutores fase SF mm2 Seção mínima do condutor neutro SN mm2 SF 25 SF 35 25 50 25 70 35 95 50 120 70 150 70 185 95 240 120 300 150 400 185 Para circuitos monofásicos 110V ou 220V a seção do condutor neutro deve ser igual à seção do condutor fase 6 DIMENSIONAMENTO DO CONDUTOR TERRA A seção nominal do condutor terra ou de proteção é determinada através da tabela 58 da NBR54102004 em função da seção nominal do condutor fase SEÇÃO MÍNIMA DO CONDUTOR DE PROTEÇÃO Tabela 58 da NBR54102004 Seção do condutores fase SF mm2 Seção mínima do condutor terra ST mm2 SF 16 SF 16 SF 35 16 SF 35 SF2 7 DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS De acordo com a norma NBR5410 a taxa máxima de ocupação em relação à área da seção transversal dos eletrodutos não deve ser superior a 53 para um condutor ou cabo 31 para dois condutores ou cabos 40 para três ou mais condutores ou cabos 9 Uma das formas de dimensionamento dos eletrodutos segue o seguinte roteiro a determinar a seção dos condutores que irão passar no interior do eletroduto b determinar a área total de cada condutor considerando a camada de isolação na tabela A c efetuar a somatória das seções totais obtida no item anterior d com o valor da somatória determinar na tabela B ou C na coluna 40 da área o valor imediatamente superior ao valor da somatória e o respectivo diâmetro do eletroduto a ser utilizado e em uma instalação elétrica o eletroduto deve ter um diâmetro mínimo de 20mm estes eletrodutos não são cotados na planta tabela A tabela B eletroduto de PVC rígido tabela C eletroduto de aço galvanizado seção isolação PVC nominal mm2 diâmetro externo mm área total mm2 FIOS 15 25 62 25 34 91 4 39 119 6 44 152 10 56 246 CABOS 15 30 71 25 37 107 4 42 138 6 48 181 10 59 273 16 69 374 25 85 567 35 95 710 50 115 104 70 135 133 95 150 177 120 165 214 150 185 269 185 205 330 240 235 434 tamanho nominal ocupação máxima 40 da área pol mm mm2 38 16 52 12 20 85 34 25 143 1 32 238 1 ¼ 40 410 1 ½ 50 539 2 60 876 2 ½ 75 1415 3 85 1990 tamanho nominal ocupação máxima 40 da área pol mm mm2 12 15 89 34 20 155 1 25 248 1 ¼ 32 412 1 ½ 40 554 2 50 889 2 ½ 65 1487 3 80 2046 10 Uma outra forma de dimensionamento utiliza a tabela D onde em função da quantidade de condutores e a seção nominal do maior condutor no eletroduto determinase o tamanho nominal do eletroduto tabela D dimensionamento de eletrodutos de PVC rígido Número de condutores no eletroduto 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Seção nominal mm2 Tamanho nominal do eletroduto mm 15 16 16 16 16 16 16 20 20 20 25 16 16 16 20 20 20 20 25 25 4 16 16 20 20 20 25 25 25 25 6 16 20 20 25 25 25 25 32 32 10 20 20 25 25 32 32 32 40 40 16 20 25 25 32 32 40 40 40 40 25 25 32 32 40 40 40 50 50 50 35 25 32 40 40 50 50 50 50 60 50 32 40 40 50 50 60 60 60 75 70 40 40 50 50 60 60 75 75 75 95 40 50 60 60 75 75 75 85 85 120 50 50 60 75 75 75 85 85 150 50 60 75 75 85 85 185 50 75 75 85 85 240 60 75 85 Exemplo Em trecho de eletroduto são instalados 7 condutores e o condutor de maior seção nominal é de 25 mm² a tabela D indica a utilização de eletroduto de diâmetro φ 20mm tabela E equivalência de padrões de medidas eletroduto de PVC Tamanho nominal mm 16 20 25 32 40 50 60 75 85 pol 38 12 34 1 1 14 1 12 2 2 12 3