aula 9 - dimensionamento de eletrodutos e dispositivos de proteÇÃo

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AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE CONDUTOS E PROTEÇÃO Acbal Achy

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Page 1: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE CONDUTOS E PROTEÇÃO

Acbal Achy

Page 2: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

INTRODUÇÃO • Os condutos são elementos da instalação que

propiciam um meio envoltório aos condutores elétricos;

• Dentre os diferentes tipos de condutos, o que se destaca é o eletroduto pela aplicação nas instalações elétricas;

• Funções dos eletrodutos:

• PROTEÇÃO: • Mecânica

• Contra o ambiente agressivo

• Contra incêndio

• Contra choques (eletrodutos metálicos)

Page 3: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

TIPOS DE ELETRODUTOS

• Material • Metálicos

• Não metálicos

• Flexibilidade • Rígidos

• Flexíveis

• Conexão • Roscáveis

• Soldáveis

• Espessura da parede • Leve

• Semipesado

• Pesado

Page 4: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DIMENSIONAMENTOS DE ELETRODUTOS • Os eletrodutos , calhas e blocos aveolados podem conter

condutores de mais de um circuito, nos casos abaixo:

Os circuitos pertençam a mesma instalação;

As seções nominais dos condutores fase estejam contidas em um intervalo de três valores sucessivos;

Os condutores isolados e os cabos isolados tenham a mesma temperatura máxima para serviço contínuo.

Page 5: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

eletrodutocabos SS %40

eletrodutocabo SS %53

eletrodutocabo SS %31

DIMENSIONAMENTOS DE ELETRODUTOS • 6.2.11.1.6 As dimensões internas dos eletrodutos e de suas

conexões devem permitir que, após montagem da linha, os condutores possam ser instalados e retirados com facilidade. Para tanto:

Page 6: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

• b) 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°.

Max. 15m Max. 12m

Max. 3 curvas 90°

DIMENSIONAMENTOS DE ELETRODUTOS

6.2.11.1.4 Em qualquer situação, os eletrodutos devem suportar as solicitações mecânicas, químicas, elétricas e térmicas a que forem submetidos nas condições da instalação.

6.2.11.1.7 - ... no máximo três curvas de 90° ou seu equivalente até no máximo 270°. Nunca curvas com deflexão superior a 90°.

Page 7: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

Diâmetro

Externo

Área total

(mm2)

Diâmetro

Externo

Área total

(mm2)

1,5 2,8 / 3,0 6,2 / 7,1 3,0 7,1

2,5 3,4 / 3,7 9,1 / 10,7 3,6 10,2

4 3,9 / 4,2 11,9 / 13,8 4,2 13,8

6 4,4 / 4,8 15,2 / 18,1 4,7 17,3

10 5,6 / 5,9 24,6 / 27,3 6,1 29,2

16 6,5 / 6,9 33,2 / 37,4 7,8 47,8

25 8,5 56,7 9,6 72,4

35 9,5 71,0 10,9 93,3

50 11,0 95,0 13,2 136,8

70 13,0 133 15,0 176,7

95 15,0 177

120 16,5 214

150 18,0 254

185 20,0 314

240 23,0 415

Seção

Nominal

(mm2)

Pirastic Antiflan Pirasticflex Antiflan

DIMENSÕES DOS CONDUTORES ISOLADOS

Fabricante: Ficap

Page 8: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DIMENSÕES DOS ELETRODUTOS PVC ROSCÁVEL

Page 9: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

OCUPAÇÃO MÁXIMA DE ELETRODUTOS PVC

2 3 4 5 6 7 8 9 10

1,5 16 16 16 16 16 16 20 20 20

2,5 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

Seção

Nominal

(mm2)

Número de Condutores no Eletroduto

Tamanho Nominal do Eletroduto

Page 10: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

OCUPAÇÃO MÁXIMA DE ELETRODUTOS PVC

• A partir dos valores de diâmetro interno, é possível montar a tabela:

Bitola Diâmetro N

(mm) Diâmetro Int

(mm) Área int (mm²)

Ocup. 53%

Ocup. 31%

Ocup. 40%

3/8" 16 12,8 128,7 68,2 39,9 51,5

1/2" 20 16,4 211,2 112,0 65,5 84,5

3/4" 25 21,3 356,3 188,9 110,5 142,5

1" 32 27,5 594,0 314,8 184,1 237,6

1.1/4" 40 36,1 1023,5 542,5 317,3 409,4

1.1/2" 50 41,4 1346,1 713,5 417,3 538,5

2" 60 52,8 2189,6 1160,5 678,8 875,8

2.1/2" 75 64,1 3227,1 1710,3 1000,4 1290,8

3" 85 75,6 4488,8 2379,1 1391,5 1795,5

Page 11: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

• Dimensionar o trecho de eletroduto de pvc rígido roscável, no qual deverão ser instalados os seguintes circuitos:

• circuito 1: 2#4mm2 t 4mm2; Pirastic Flex Antiflan

• circuito 2: 3# 6mm2 (6mm2) t 6mm2; Pirastic Flex Antiflan

• circuito 3: 2#2,5 mm2 t 2,5mm2; Pirastic Flex Antiflan

1 2 3

CP - 1 CP - 2

eletrodutocabos SS %40

)0,6(

)0,4(

)5,2(

S

S

S

3,17

8,13

2,10

²5,1582,1033,1758,133 mmScabos

%40

cabos

eletroduto

SS

"1deEletroduto

²25,396 mmSeletroduto

4,0

5,158eletrodutoS

PRÁTICA

Page 12: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

• Distância entre trechos retos 15m,-3m a cada curva de 90°;

• Quando não for possível, estas distâncias podem ser elevadas,

desde que, utilize uma seção nominal superior a que seria

empregada;

• Em cada trecho de tubulação, podem ser previstas, no máximo, três

curvas de 90° ou seu equivalente até, 270°, nenhuma curva pode

exceder 90°;

• Devem ser empregadas caixas de derivação:

• Em todos os pontos de entrada ou saída de tubulação, exceto nos

pontos de transição ou passagem de linhas abertas para linhas de

eletrodutos;

• Em todos os pontos de emenda ou derivação de condutores;

• Nos pontos cuja distâncias não ultrapassem os valores acima.

• As caixas devem ser instaladas em lugares de fácil acesso e devem

ser providas de tampa;

RECOMENDAÇÕES DE INSTALAÇÃO

Page 13: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

• Dimensionar o eletroduto para o trecho de tubulação abaixo:

• Circuito 1 - 3#25mm2 (25mm2) t 16 mm2

• Circuito 2 - 3#50mm2 (25mm2) t 25mm2

• Circuito 3 - 3#35mm2 t 16mm2

3,0m

3,0m

CP-2

CP-1 3,0m

2,8m

eletrodutocabos SS %40

)50(

)35(

)25(

)16(

S

S

S

S

8,136

3,93

4,72

8,47

²3,12208,13633,9334,7268,472 mmScabos

%40

cabos

eletroduto

SS

Lmax=15-3(n°90°)=15-6=9m

L>Lmax=aumenta a bitola (9>6)

F=3” E se não couber ?

4,0

3,1220eletrodutoS

"2/1.2deEletroduto

²75,3050 mmSeletroduto

PRÁTICA 2

“Sem considerar o efeito curva”

Page 14: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

Page 15: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESPAÇO PARA AMPLIAÇÃO EM QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO Devem ser previstos espaços para ampliações futuras em

quadros de distribuições;

Descrito seção 6.5.9.2 da NBR 5410;

Tabela com quantidade de circuitos e espaços reservas:

Quantidade de circuitos

efetivamente disponíveis N

Espaço mínimo destinado a reserva (em número de circuitos)

Até 6 2

7 a 12 3

13 a 30 4

N > 30 0,15*N

Nota: A capacidade de reserva deve ser considerada no cálculo do alimentador do respectivo quadro de distribuição

Page 16: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

INTRODUÇÃO

Prescrições fundamentais destinadas a segurança segundo a NBR5410:

• Proteção contra choques elétricos:

• Contatos diretos;

• Contatos indiretos.

• Proteção contra efeitos térmicos:

• Contra incêndios.

• Proteção contra sobrecorrente:

• Sobrecargas e sobretensões.

• Proteção contra sobretensões:

• Fenômenos atmosféricos;

• De manobra da instalação.

Page 17: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

CONCEITOS

Corrente nominal – a corrente que o equipamento foi projetado para conduzir.

Sobrecorrentes – são correntes cujos valores excedem o valor da corrente nominal.

Sobrecargas – podem ocorrer de duas formas: por solicitação do circuito acima de suas características ou por uma falta elétrica.

Corrente de curto-circuito – são provenientes de falhas ou defeitos na instalação. Produzem correntes elevadíssimas na ordem de 1.000% a 10. 000% da corrente nominal.

Capacidade de interrupção de um dispositivo de proteção – é o maior valor de corrente de curto-circuito que o dispositivo é capaz de interromper, sem soldar contatos ou mesmo explodir.

Page 18: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISPOSITIVOS DE COMANDO DE CIRCUITOS

• Interruptores unipolares interrompem a corrente no fio fase;

• Circuitos alimentados por dois condutores fase (bifásico), devem utilizar interruptores bifásicos;

• Circuitos alimentados por três condutores fase (trifásicos), devem utilizar interruptores trifásicos;

• Chaves de faca com porta fusíveis: Dispositivos de proteção e interrupção simultânea.

Page 19: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISPOSITIVOS DE COMANDO DE CIRCUITOS • Chave magnética (comandadas a distância):

a) Chave magnética protetora: Combinação de chave magnética com relés de proteção (sobrecarga);

b) Chave magnética combinada: Associação da chave simples com relé térmico, fusíveis ou disjuntor (proteção para motores)

• Pressostato: Dispositivo de pressão que opera em função de pressões predeterminadas;

• Termostato: Dispositivo sensível a temperatura que fecha ou abre automaticamente um circuito;

• Contatores: Dispositivos eletromecânicos que permitem o comando de um circuito a distância;

• Relé térmico: Protege um equipamento contra danos térmicos de origem elétrica.

Page 20: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISPOSITIVOS DE COMANDO DE CIRCUITOS

• Relés de subtensão : bobina de mínima tensão que numa falta ou queda de tensão interrompe a passagem de corrente;

• Relés de tempo: utilizados em manobras temporizadas de comando, proteção e regulagem

• Master switch (chave-mestra): Comanda de um só ponto várias cargas situadas em locais diferentes;

• Relés de partida: atenua o efeito do torque na partida (principalmente de motores de pequeno porte);

• Comando por células fotoelétricas: promovem o acionamento automático da iluminação em ambientes abertos.

Page 21: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SOBRECARGA E CURTO-CIRCUITO

Page 22: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO DOS CIRCUITOS

• Os circuitos elétricos obrigatoriamente possuem dispositivos que permitem:

a) A interrupção da passagem de corrente por seccionamento;

b) A proteção contra curtos-circuitos e sobrecarga.

• Os dispositivos de proteção classificam-se conforme seu objetivo:

a) Assegurar apenas proteção contra curto-circuitos;

b) Proteger com eficácia apenas contra sobrecargas.

Page 23: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

D.P CONTRA CURTO-CIRCUITOS

• Deve interromper a corrente antes que os efeitos térmicos e mecânicos danifiquem as instalações;

• Descrito na seção 5.3.4 da NBR 5410;

• A capacidade de interrupção do circuito deve ser, no mínimo, igual a corrente de curto presumida;

• Dispositivo com capacidade inferior é admitido se outro com capacidade necessária estiver a montante;

intkI I

Page 24: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

D.P CONTRA CURTO-CIRCUITOS

• A fórmula para a determinação desse tempo é dada por:

• Onde: • t = duração do tempo em segundos;

• k = constante que depende do tipo de condutor;

• I = corrente de curto-circuito, A;

• S = seção do condutor em mm2.

• Os dispositivos empregados para a proteção contra curto-circuitos são: a) Fusíveis;

b) Disjuntores.

• Os disjuntores termomagnéticos também protegem contra sobrecargas prolongadas.

2 2

2

k St

I

Page 25: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

PRÁTICA

• Na origem de um circuito de distribuição com condutores isolados de 10 mm2 (k = 115), a corrente de curto circuito em 3 ciclos foi de 5kA. Qual é o tempo máximo para a atuação do dispositivo de proteção?

• SOLUÇÃO:

Um disjuntor termomagnético ou um fusível deverão atuar em um tempo muito menor do que o máximo visando proteger o circuito.

2 2

2

115 100,05 segundos

5000t

Page 26: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

FUSÍVEIS

• Dispositivo adequadamente dimensionado para interromper a corrente de sobrecarga ou curto-circuito;

• Normalização internacional (IEC 60269) e nacional (NBR’s 11840 a 11849) definem três tipos de fusíveis:

1. gG: para proteção contra sobrecarga e curto-circuitos;

2. gM: apenas proteção contra curto-circuitos (proteção contra sobrecarga realizada por relé térmico);

3. aM: apenas proteção contra curto-circuitos (proteção contra sobrecarga realizada por proteção complementar);

• Fusível de rolha: seus contatos ficam numa peça roscada;

• Fusível cartucho: o elemento fusível é encerrado num tubo protetor de material isolante;

Page 27: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

FUSÍVEIS - ZONAS

• Zonas de tempo:

• Fusível diazed (tipo D): limitador de corrente cujo o tempo é tão curto que o valor de crista da corrente não é atingido;

• Fusível NH: limitador de corrente de alta capacidade de interrupção, para correntes nominais de 6 a 1.000 A.

Page 28: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

FUSÍVEL – ZONAS

• Zonas de fusão e não fusão

Page 29: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

FUSÍVEIS - LIMITAÇÃO

• Limitação de corrente pelo fusível:

Page 30: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

FUSÍVEL

• FUSÍVEIS DE BAIXA TENSÃO

• ROLHA

• CARTUCHO

• DIAZED

• NH

• FUSÍVEIS DE MÉDIA E ALTA TENSÃO

• EXPLOSÃO

• A ACIDO BORICO

• A AREIA DE QUARTZO

Page 31: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES

• Dispositivos de manobras e proteção, capazes de:

1. Estabelecer, conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito;

2. Estabelecer, conduzir por tempo especificado e interromper correntes em condições anormais do circuito.

• Normalização internacional (IEC 60947-2) e nacional (NBR IEC 60947-2 IEC 60898 e NBR5361);

• Operam com disparadores que podem ser térmicos, eletromagnéticos e eletrônicos;

• Os térmicos atuam na ocorrência de sobrecarga moderada. Funcionam pela dilatação desigual de suas lâminas;

Alguns possuem uma faixa de corrente ajustável.

Page 32: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES • Proteção contra sobrecarga • Dispositivos protegendo um circuito contra

sobrecargas devem satisfazer às duas condições:

• Onde: • Ib :corrente de projeto do circuito, em A;

• Iz :capacidade de condução de corrente dos condutores;

• In :corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste para dispositivos ajustáveis);

• I2 :corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou corrente convencional de fusão, para fusíveis.

2 e 1,45B n Z ZI I I I I

Page 33: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES • Os magnéticos possuem uma bobina que atrai uma peça

articulada quando a corrente atinge um determinado valor;

• Característica típica de um disjuntor termomagnético:

Page 34: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES

• Os eletrônicos compreendem sensores de corrente, processamento de sinais e comando de atuadores.

• Característica tempo corrente de um disparador eletrônico:

Page 35: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES • Escolha do disjuntor:

• As seguintes informações devem ser fornecidas pelo fabricante:

a) Tipo (modelo) do disjuntor;

b) Características nominais

- tensão nominal em Vca;

- nível de isolamento;

- curvas características (tempo x corrente)

- corrente nominal;

- frequência nominal;

- capacidade de estabelecimento em curto-circuito;

- capacidade de interrupção em curto-circuito;

- ciclo de operação.

Page 36: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

PRÁTICA

• Dimensione a proteção, considerando o circuito do chuveiro calculado nas aulas anteriores.

3#10,0 mm² - considerando correção de agrupamento e temp.

1 2 3 4 2 3 4

15m

2 e 1,45B n Z ZI I I I I AIp 3,2711220

6000

Ip < In < Iz

I2 < 1,45 * Iz

I2 = k IZ, k=1,45

Ip=27,3A Iz=43A, logo 27,3<In<43 In=(30, 35, 40) I2<1,45*43, logo I2<62,35 Se In=35, I2=1,35*35=47,2A<62,35 OK!

Page 37: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES

• Correntes convencionais de não-atuação (Int), de atuação (I2) e tempo convencional para disjuntores BT

Page 38: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES

• Diferentes categorias de disjuntores de BT

Page 39: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES DR

• Dispositivo diferencial-residual (DR)

• Equipamentos de seccionamento mecânico destinado a abertura dos contatos quando ocorre corrente de fuga à terra;

• Sua finalidade é proteger vidas humanas contra choques elétricos (correntes ≤ 30 mA);

• Não protege o circuito contra sobrecorrentes ou curto-circuitos;

• Necessita da conexão com o neutro;

• Locais que devem possuir o dispositivo DR:

• Circuitos de banheiros ou chuveiros;

• Circuitos de tomadas externas;

• Circuitos de utilização residencial (cozinha, copa...);

• Circuitos em edificações não-residenciais com tomadas que sirva cozinha, copa, lavanderias, áreas de serviço, garagens e áreas internas molhadas.

Page 40: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES DR

Constituição:

1. Contatos fixos e contatos móveis;

2. Transformador diferencial;

3. Disparador diferencial.

Page 41: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO
Page 42: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

TIPOS DE DR

Interruptor e disjuntor DR

DR Parede – 6mA a 30mA Tomada DR – 6mA a 30mA

Page 43: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES DR

• Observações sobre as aplicações dos dispositivos DR

1. Para o esquema TT, se a instalação for protegida por um único DR, este deve ser colocado na origem da instalação;

2. Outra opção é o uso de vários dispositivos, um em cada derivação;

3. Neste esquema, deve-se levar em consideração o valor da resistência de aterramento RA, para não ocorrer tensões entre essa e a corrente de fuga de vários DR’s;

4. Cada instalação de um prédio deve possuir proteção diferencial própria:

• Administração, apartamentos, lojas, devem possuir DR’s localizados nas respectivas origens ou nos quadros de distribuição.

5. O condutor de proteção é o único que não deve passar pelo DR;

Page 44: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISJUNTORES DR

• Seleção dos equipamentos DR de acordo com o esquema de aterramento:

Esquema TN: as massas podem ser protegidas por DR. Não há a necessidade de ligá-las ao condutor de proteção, desde que ligadas a um eletrodo de aterramento;

Esquema TT: se protegido por um único dispositivo DR, este deve ser colocado na origem da instalação;

Esquema IT: a corrente residual de não atuação do dispositivo deve ser igual ou maior à corrente que circula quando uma primeira falta franca à terra afete um condutor fase.

Page 45: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

FORMAS DE INSTALAR O DR

Page 46: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

SELEÇÃO

• Seletividade

• Escolha adequada de fusíveis e disjuntores de tal forma que, na presença de um defeito na instalação, uma mínima parte seja afetada;

• A proteção mais próxima do defeito deve ser a primeira a atuar;

• Coordenação dos tempos de atuação dos dispositivos de proteção;

• Formas de seletividade:

1. Seletividade entre fusíveis;

2. Seletividade entre disjuntores;

3. Seletividade entre disjuntores e fusíveis em série;

4. Oberservação quanto ao uso do DR.

Page 47: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

FUSÍVEIS X DISJUNTORES o FUSÍVEIS o SÃO DE OPERAÇÃO SIMPLES E

SEGURA; o SÃO DE BAIXO CUSTO; o NÃO PERMITEM EFETUAR

MANOBRAS, SENDO USADOS COM CHAVES;

o SÃO UNIPOLARES – PODEM CAUSAR DANOS A MOTORES TRIFÁSICOS;

o NÃO PERMITEM AJUSTES; o APÓS A EXTINÇÃO DO

PROBLEMA DEVEM SER TROCADOS;

o BASICAMENTE PROTEÇÃO CONTRA CURTO-CIRCUITOS;

o NÃO SÃO RECOMENDADOS PARA SOBRECARGAS;

DISJUNTORES

o PODEM SER MONOPOLARES OU MULTIPOLARES;

o PERMITEM MELHOR ESCOLHA E COORDENAÇÃO;

o PODEM SER RELIGADOS APÓS ATUAÇÃO;

o PODEM SER UTILIZADOS COMO DISPOSITIVO DE SECCIONAMENTO E MANOBRA;

o NÃO SÃO TAO RÁPIDOS QUANTO OS FUSÍVEIS;

o APRESENTAM-SE MELHORES PARA PROTEÇÃO CONTRA SOBRECARGAS;

o SÃO MAIS CAROS DO QUE OS FUSÍVEIS.

Page 48: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SOBRE TENSÕES - DPS

Page 49: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DPS

• DPS – Dispositivo Protetor de Surto

• Objetivo: Limitar as sobretenões, evitando ou atenuando os seus efeitos.

• Protege condutores e equipamentos

Situação normal Situação de sobretensão

V=5.000 volts

V=127/220 volts

Page 50: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DPS • PF = Os dispositivos protetores de surto foram

desenvolvidos para limitar sobretensões transientes e também desviar as altas correntes provenientes de descargas atmosféricas.

DIAGRAMA

Page 51: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DPS - FORMAS

+ =

Page 52: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

DPS – FORMA DE INSTALAR

Page 53: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO
Page 54: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

AULA 10 - 6º Método – Proteção contra contatos

indiretos

Page 55: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

INTRODUÇÃO

• Se aplica nos casos em que este tipo de proteção é atribuído aos dispositivos de sobrecorrente.

• Descrito na seção 5.1.3 da NBR 5410;

• Assegura que o circuito seja automaticamente desligado caso ocorra alguma falta à terra ou à massa;

• Destina-se a evitar tensão de contato;

• Princípios básicos:

a) Aterramento;

b) Tensão de contato limite;

c) Seccionamento da alimentação.

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PROTEÇÃO CONTRA CONTATO INDIRETOS

• Requisitos básicos para proteção contra choques:

• Equipotencialização da proteção;

• Seccionamento automático:

• Dispositivos de proteção à sobrecorrente; Esquemas: TN-C, TN-CS e IT (Neutro isolado)

• Dispositivos de proteção a corrente diferencial-residual (DR). Esquemas: TN-S, TT e IT (Neutro com impedância)

• Independente do aterramento, o uso de DR tornou-se obrigatório.

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PROTEÇÃO CONTRA CONTATO INDIRETOS • Equipotencialização da proteção

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ATERRAMENTO ELÉTRICO

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ATERRAMENTO ELÉTRICO Um sistema de aterramento visa à:

a) Segurança da atuação da proteção;

b) Proteção das instalações contra descargas atmosféricas;

c) Proteção do indivíduo contra contatos com partes metálicas energizadas;

d) Uniformização do potencial em toda área do projeto.

Devem ser ligados à malha de terra: a) Neutro do transformador de potência;

b) Pára-raios;

c) Carcaça metálica dos equipamentos elétricos;

d) Suportes metálicos;

e) Estruturas dos quadros de distribuição;

f) Estruturas metálicas em geral.

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ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO Utiliza-se a seguinte simbologia para classificação dos

esquemas de aterramento:

Primeira letra – Situação da alimentação em relação à terra

T = ponto diretamente aterrado;

I = isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou aterramento de um ponto através de uma impedância .

Page 61: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO Segunda letra – Situação das massas da instalação

elétrica em relação à terra;

T = massas diretamente aterradas, independentemente do aterramento eventual de um ponto de alimentação;

N = massas ligadas diretamente ao ponto de alimentação aterrado (em corrente alternada, o ponto aterrado é normalmente o ponto neutro)

Page 62: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO Outras letras (eventuais) – disposição do condutor

neutro e do condutor de proteção:

S = funções de neutro e de proteção asseguradas por condutores distintos;

C = funções de neutro e de proteção combinadas num único condutor ( condutor PEN)

Page 63: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO • A seguinte simbologia será adotada nos próximos

diagramas:

Page 64: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO • Esquema TN:

• Alimentação diretamente aterrada, sendo as massas ligadas a esse ponto através de condutores de proteção:

• São considerados 3 tipos de esquemas TN;

• Os tipos são diferenciados de acordo com a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção.

Page 65: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO • Esquema TN-S:

• O condutor neutro e o condutor de proteção são distintos.

Page 66: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO • Esquema TN-C:

• O condutor neutro e o condutor de proteção são combinados num único condutor (PEN).

Page 67: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO • Esquema TN-C-S:

• O condutor neutro e o de proteção são combinados numa parte da instalação e separados na outra parte.

Page 68: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO • Esquemas TT:

• Alimentação diretamente aterrada, estando as massas da instalação ligadas a eletrodos de aterramento distintos da instalação.

Page 69: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO • Esquema IT:

• Alimentação isolada ou aterrada através de uma impedância. As massas são aterradas em eletrodos distintos ou num eletrodo comum.

Page 70: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO • O uso do esquema IT deve ser restrito a casos

específicos:

a) Instalações industriais de processo contínuo;

b) Instalações alimentadas por trafo com LBT inferior a 1000V;

c) Circuitos de alimentação separada em instalações hospitalares;

d) Instalações exclusivamente para alimentação de fornos industriais;

e) Instalações para retificação destinada exclusivamente a acionamentos de velocidade controlada.

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SEGURANÇA NAS IE - CHOQUE ELÉTRICO

Page 72: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

INTRODUÇÃO

Aumento das aplicações com eletricidade

Crescimento dos riscos de acidentes por choque elétrico

Atividades biológicas são controladas por variações de potenciais elétricos.

Variações de potencial podem ser medidas externamente por eletrodos:

Eletrocardiograma

Eletroencefalograma

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CHOQUE ELÉTRICO

Choque elétrico: sensação experimentada pelo corpo quando percorrido por corrente elétrica;

Corrente elétrica externa pode causar alterações nas funções vitais. Elas dependem:

Do percurso da corrente pelo corpo;

Da intensidade da corrente;

Do tempo de duração;

Das condições orgânicas;

Da espécie (CC ou CA): ICC = 2 A 4*ICA

Da frequência: Alta frequência é menos perigosa que 60Hz

Da superfície de contato.

Page 74: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

Zona Tempo x Corrente – Gráfico

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ZONA TEMPO X CORRENTE

Zona 1– Normalmente, nenhum efeito perceptível.

Zona 2 – Sente-se a passagem da corrente, mas não se manifesta qualquer reação do corpo humano.

Zona 3 – Zona em que se manifesta o efeito de agarramento. Todavia, não há sequelas após interrupção da corrente.

Zona 4 – Probabilidade, crescente com a intensidade e duração da corrente, de ocorrência do efeito mais perigoso do choque elétrico, que é a fibrilação ventricular.

Page 76: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

CHOQUE ELÉTRICO

• Fibrilação ventricular:

• Causas: contato indireto ou direto

Page 77: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

CHOQUE ELÉTRICO

• Tensão de contato ou toque:

• Tensão de passo:

Page 78: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES

São especificadas na NBR 5410:

1. Partes vivas perigosas não devem ser acessíveis; e

2. Massas ou partes condutivas não devem oferecer perigo.

Os dois tipos de proteção contra choques elétricos são:

1. Proteção básica (proteção contra contatos diretos) e

2. Proteção supletiva (proteção contra contatos indiretos).

Page 79: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES

• Exemplos de proteção básica:

• Isolação básica ou separação básica;

• Uso de barreira ou invólucro;

• Limitação da tensão.

• Exemplos de proteção supletiva:

• Equipotencialização e seccionamento automático da alimentação;

• Isolação suplementar;

• Separação elétrica.

Page 80: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES

• Isolação básica: aplicada às partes vivas, destinada a assegurar proteção básica contra choques elétricos;

• Isolação suplementar: independente e adicional à isolação básica, destinada a assegurar proteção na falha da isolação básica;

• Dupla isolação: corresponde simultaneamente a isolação básica e suplementar.

Page 81: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES

• Combinações mais comuns visando proteção contra choques elétricos (equipamento + instalação ou só o equipamento)

Page 82: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES

Todas as massas de uma instalação devem estar ligadas a condutores de proteção;

Em cada edificação deve ser realizada uma equipotencialização principal;

Todas as massas da instalação situadas numa mesma edificação devem estar vinculadas à equipotencialização principal.

Page 83: AULA 9 - DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES

Condutores vivos devem ser protegidos por um ou mais dispositivos de seccionamento automático;

A proteção contra sobrecargas e contra curtos-ciruitos devem ser coordenadas;

Dispositivos previstos para interromper sobrecorrentes devem atuar antes que seus efeitos térmicos e mecânicos danifiquem os circuitos

Nota: A proteção dos condutores não garante a proteção dos equipamentos