projetos elétricos

PROJETOS ELTRICOS

DIMENSIONAMENTO DE INSTALAES ELTRICAS

JULIO CESAR GUIMARES

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Contedo 1 Fusveis de Baixa Tenso 3

1.1 Generalidades ................................................................................................................... 3 1.2 Funcionamento .................................................................................................................. 3 1.3 Normalizao e Classificao ............................................................................................ 6 1.4 Contatos ............................................................................................................................ 6 1.5 Tipos ................................................................................................................................. 6 1.6 Caractersticas ................................................................................................................... 6 1.7 Fusveis DIAZED ............................................................................................................... 7 1.8 Fusveis SILIZED ............................................................................................................... 8 1.9 Fusveis NEOZED.............................................................................................................. 8 1.10 Fusveis SITOR ............................................................................................................... 8 1.11 Fusveis NH ..................................................................................................................... 9 1.12 Caractersticas dos Fusveis Diazed e NH ...................................................................... 10 1.13 Dirnensionamento de Fusveis de Baixa Tenso ............................................................ 10 1.14 Curvas Tpicas Tempo de Fuso x Corrente dos Fusveis NH ........................................ 12 1.15 Curvas Tpicas Tempo de Fuso x Corrente dos Fusveis Diazed .................................. 13 1.16 Exerccios ...................................................................................................................... 14

2 Dimensionamento de Contatores e Rels Trmicos 18 2.1 Dimensionamento de Contatores ..................................................................................... 18 2.2 Categorias de Utilizao .................................................................................................. 18 2.3 Partida Direta ................................................................................................................... 19 2.4 Partida Estrela Tringulo .................................................................................................. 19 2.5 Partida Compensada ....................................................................................................... 20 2.6 Dimensionamento de Rels Trmicos .............................................................................. 20 2.7 Exerccios Propostos ....................................................................................................... 22

3 Dimensionamento de Condutores 24 3.1 Generalidades ................................................................................................................. 24 3.2 Dimensionamento pelo Critrio da Ampacidade ............................................................... 24 3.3 Dimensionamento pelo Critrio da Queda de Tenso ....................................................... 27 3.4 Dimensionamento pelo Critrio Watts x metros ................................................................ 40

4 Dimensionamento de Eletrodutos 43 4.1 Tipos ............................................................................................................................... 43 4.2 Taxa Mxima de Ocupao ............................................................................................. 43 4.3 Eletrodutos Instalados em Caixas de Derivao ............................................................... 44 4.4 Exerccios Propostos: ...................................................................................................... 45

5 Luminotcnica 48 5.1 Luz .................................................................................................................................. 48

5.2 Fluxo Lumnoso ( ) ........................................................................................................ 48 5.3 Intensidade Luminosa (I) .................................................................................................. 48 5.4 Iluminncia (E) ................................................................................................................. 49 5.5 Luminncia (L) ................................................................................................................. 49 5.6 Dimensionamento da Iluminao para Ambientes Internos............................................... 49 5.7 Iluminao Industrial ........................................................................................................ 50 5.8 Exerccios ........................................................................................................................ 51

6 Correo do Fator de Potncia 61 6.1 Legislao Atual .............................................................................................................. 61 6.2 Conseqncias na Instalao Devido ao Baixo Fator de Potncia .................................... 61 6.3 Principais Conseqncias para a Concessionria e para o Consumidor ........................... 62 6.4 Causas do Baixo Fator de Potncia ................................................................................. 62 6.5 Tipos de Correo do Fator de Potncia .......................................................................... 62 6.6 Determinao da Potncia Reativa Capacitiva ................................................................. 63 6.7 Harmnicos ..................................................................................................................... 63 6.8 Conseqncias Sobre o Fator de Potncia em Instalaes com Harmnicos ................... 64 6.9 Protees Contra Harmnicos ......................................................................................... 64 6.10 Exerccios ...................................................................................................................... 65

7 Clculo da Provvel Demanda Mxima 66 7.1 Generalidades ................................................................................................................. 66 7.2 Carga Instalada ............................................................................................................... 66 7.3 Demanda ......................................................................................................................... 67 7.4Demanda Mdia de um Consumidor ou Sistema ............................................................... 67 7.5Demanda Mxima do Consumidor .................................................................................... 67 7.6 Provvel Demanda, Potncia Demandada ou Potncia de Alimentao ........................... 67 7.7 Clculo da Provvel Demanda ......................................................................................... 67

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8 Referncia Bibliogrfica 77

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CAPTULO 1 FUSVEIS DE BAIXA TENSO So dispositivos com o objetivo de limitar a corrente de um circuito, proporcionando sua

interrupo em casos de curtos-circuitos

Generalidades Os dispositivos constituem a proteo mais tradicional dos circuitos em sistemas eltricos. Sua

operao consiste na fuso de um elo fusvel. O elemento fusvel, considerado o "ponto fraco" do circuito, um condutor de pequena seo transversal, que sofre, devido a sua alta resistncia, um aquecimento maior que o dos outros condutores, devido o efeito Joule pela passagem da corrente eltrica. Para uma relao adequada entre a seo do elemento fusvel e a do condutor protegido, ocorrer a fuso do metal do elo, quando o condutor atingir uma temperatura prxima da mxima admissvel.

O elemento fusvel uma liga em forma de fio ou lmina, geralmente de cobre, prata, estanho, chumbo, colocado no interior do corpo de porcelana ou papelo do fusvel, hermeticamente fechado. Alguns fusveis possuem um indicador, que permite verificar se o dispositivo fusvel operou ou no. composto por um fio, por exemplo, de ao, ligado em paralelo com o elemento fusvel o que libera uma mola aps a atuao. Essa mola atua sobre uma plaqueta, ou boto, ou at mesmo um parafuso, preso na tampa do corpo. A maioria dos fusveis contm em seu interior, material granulado envolvendo por completo o elemento fusvel. Este material o meio extintor; para isso utiliza-se, em geral, areia de quartzo de granulometria conveniente.

O elemento fusvel pode ter diversas formas. Em funo da corrente nominal do fusvel, ele constitudo de um ou mais fios ou lminas em paralelo, com trecho(s) de seo reduzida. No elemento fusvel .existe ainda um material adicional, um ponto de solda, cuja temperatura de fuso bem menor que a do filamento.

Funcionamento

Para simplificar, analisaremos apenas o elemento fusvel em srie com os condutores do

circuito. O condutor e o elemento so percorridos por uma corrente I, que os aquece. A temperatura do condutor, assume um valor constante. Devido alta resistncia do elemento fusvel, este sofre um aquecimento maior (Q2) que transferido para o meio adjacente, principalmente atravs das conexes com os condutores, com baixa capacidade de transmisso de calor numa alta temperatura no ponto mdio do elemento fusvel. A temperatura decresce desde o ponto mdio at as extremidades do elemento fusvel. Os pontos de conexo no esto submetidos mesma temperatura do ponto mdio, porm possuem uma temperatura maior que a dos condutores (Q2). A temperatura QA no deve ultrapassar um determinado valor para no prejudicar a vida til da isolao dos condutores em regime permanente, para isto h um valor de corrente correspondente e este valor limite no deve ser ultrapassado. Desta forma, tal valor de corrente definido como a corrente nominal do fusvel. A passagem de uma corrente superior nominal resulta na elevao da temperatura ao longo do filamento do fusvel. Enquanto o pico de temperatura, Qmax, com uma certa margem de segurana, permanece abaixo do ponto de fuso do filamento o fusvel permanece intacto, no atuando. O aquecimento necessrio fuso do elemento compe-se:

- do aquecimento necessrio elevao da temperatura at o valor do ponto de fuso, se no ocorrem perdas (ou dissipaes) de calor;

- do aquecimento necessrio compensao das perdas de calor para meio adjacente ao elemento fusvel. Se o fusvel for percorrido por uma corrente muito superior nominal, por exemplo, 10 vezes In, os trechos de seo reduzida das lminas sofrero fuso antes do ponto de solda, em virtude da alta densidade de corrente. Se a corrente for ainda mais elevada, por exemplo, 50 vezes a corrente nominal e o tempo de fuso menor que 1ms, os trechos de seo reduzida do elemento fusvel sero levados temperatura de fuso antes que a energia calorfica possa fluir para as partes adjacentes.

Aps a fuso o elemento fusvel est interrompido, porm a corrente que o levou fuso no interrompida instantaneamente, sendo mantida pela fonte e pela indutncia do circuito. Ela circula atravs do arco formado no ponto de interrupo do elemento fusvel.

O arco eltrico, que estreitamente envolvido pelo elemento extintor, vaporiza o elemento fusvel. O vapor do metal sob alta presso empurrado contra a areia, onde grande parte do arco extinta. A areia retira a energia calorifica do arco provocando ento sua total extino. Aps o processo resta um material sinterizado. Este material misturado com vapor do elemento fusvel.

Os fusveis de baixa tenso para uso em instalaes, podem ser: rolha, cartucho, DIAZED, NH, SITOR, SILIZED, NEOZED. Todos fabricados pela SIEMENS.

Rolha: so fusveis utilizados em instalaes de baixa potncia, normalmente residenciais.

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Figura 1 Fusvel de rolha, Lorenzetti.

Cartucho: devemos considerar que os fusveis cartucho cobertos pelas normas em referncia,

geralmente no so os mesmos encontrados venda em mercados (de fabricao grosseira e baixa confiabilidade), que possuem corpo de papel e sem meio extintor

Figura 2 Fusveis de cartucho, tipo faca, Lorenzetti.

Diazed: tambm chamado de "tipo D" (usualmente designados por "DIAZED", que marca registrada da SIEMENS). So fusveis de caracterstica de fuso rpida, utilizados em proteo de circuitos de comandos, de iluminao e em aplicaes onde no h picos de corrente.

NH: so fusveis de caracterstica de fuso retardada, ou seja, quando houver um pico de

corrente o fusvel no atuar instantaneamente; haver um "tempo de espera" para se verificar se o pico de corrente um curto-circuito ou simplesmente a corrente de partida da carga.

So definidas duas sries de valores padronizadas para tenses nominais (em CA) como est

mostrado a seguir: Srie I (V) Srie II (V)

220 (230)

120

208

240

277

380 (400) 415

500 480

660 (690) 600

As correntes nominais dos fusveis, expressas em Ampere, devem ser escolhidas entre os seguintes valores: 2 - 4 8 10 12 16 - 20, - 25 - 32 40 - 50 - 63 80 - 100 - 125 160 200 250 - 315 400 - 500 - 630 - 800 - 1000 - 1250A.

Para os porta-fusveis as correntes nominais devem ser escolhidas dentre os valores citados anteriormente, a menos que haja indicao em contrrio.

A caracterstica tempo-corrente de um fusvel significa o tempo virtual de fuso ou de interrupo, em funo da corrente presumida simtrica, sob condies de operao. A faixa compreendida entre a caractersticas tempo mximo de interrupo-corrente. A Figura 3 mostra a zona tempo-corrente de um fusvel tipo gG e a Figura 4, a de um fusvel tipo "aM".

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tc = Tempo convencional lnf = Corrente convencional de no fuso

lf = Corrente convencional de fuso

Figura 3 Zona tempo corrente de um fusvel de uso geral (gG).

Figura 4 Zona tempo corrente de um fusvel tipo aM (menor valor a interronper 4 IN)

Nos fusveis limitadores de corrente, devido s elevadas sobrecorrentes que ocorrem num curto-

circuito, a fuso pode ocorrer em um intervalo de tempo inferior a 5ms, isto , dentro do primeiro quarto de ciclo. Isto significa uma proteo eficaz e rpida.

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Normalizao e Classificao

As novas Normas Brasileiras de dispositivos fusveis de baixa tenso, baseadas na srie de publicaes IEC 269 (de 1986/87), consideram para a proteo de circuitos (em CA, com tenso at 1kV e em CC at 1,5kV) dispositivos limitadores de corrente, com capacidade de conduo de corrente a partir de 6kA.

Os fusveis usados nesses dispositivos so classificados inicialmente de acordo com a faixa de interrupo e com categoria de utilizao, sendo usadas para isso duas letras: - a primeira, minscula: "g" ou "a", indicando a faixa - a segunda, maiscula, "G" ou "M' indicando a categoria.

Os fusveis "g" so aqueles capazes de interromper todas as correntes que causam a fuso do

elemento fusvel at sua capacidade de interrupo nominal. So portanto, fusveis que atuam em toda a faixa.

Os fusveis "a" so capazes de interromper todas as correntes compreendidas entre um valor prefixado (superior a corrente nominal) e a capacidade de interrupo nominal. So assim, fusveis que atuam em uma faixa parcial.

So considerados trs tipos de fusveis: gG, gM e aM. Os gG so de aplicaes gerais, utilizados na proteo de circuitos contra elevadas correntes de

sobrecarga e contra correntes de curto-circuito. So caracterizados por um nico valor de corrente nominal, In.

Os fusveis aM so destinados proteo de circuitos de motores contra correntes de curto-circuito, sendo tambm caracterizados por um nico valor de corrente nominal, In.

Os fusveis gM constituem um tipo novo, destinado proteo de circuitos de motores contra correntes de curto-circuito. So caracterizados por dois valores de corrente: o primeiro, In, representa a corrente nominal do fusvel. Ich ( sendo Ich > In) refere-se a caracterstica tempo-corrente do fusvel, correspondendo de um fusvel G. A codificao feita por InMIch. Assim, por exemplo, 12M32A indica um fusvel gM montado num dispositivo, cuja corrente permanente mxima de 16A e cuja caracterstica tempo-corrente igual a de um fusvel gG de 32A. As normas ainda classificam os dispositivos fusveis quanto ao tipo de pessoa indicada para utilizao, ou seja, se a pessoa que trabalhar com o fusvel ou no qualificada para tal funo. A classificao : "para uso por pessoa autorizada" e "para uso por pessoas no qualificadas".

Os dispositivos fusveis para uso por pessoa autorizadas (anteriormente denominadas "dispositivos fusveis para uso industrial") so destinadas a instalao onde os fusveis so, intencionalmente acessveis somente para reposio por pessoas BA4 (qualificadas) e BAS (habilitadas). Podem ser gG, ou aM, com correntes nominais at 1.250 A, capacidade de interrupo no inferiores a 50kA (com tenso nominal at 660 V, em CA) ou 25kA (com tenso nominal at 750 V, em CC). Contatos

Podem ser com contatos cilndricos usualmente chamados de "cartuchos tipo industrial". Com contatos tipo faca, correspondendo ao tipo NH. Com contatos em bases com rosca, correspondendo aos tipos Diazed. Tipos

Os fusveis para uso por pessoas no qualificadas (anteriormente designados por "dispositivos fusveis para uso domstico") destinam-se a instalaes eltricas onde os fusveis so acessveis e podem ser substitudos por pessoas comuns. So do tipo gG, com correntes nominais 100A, capacidade de interrupo no inferiores a 6kA (com tenso nominal at 240V) ou 20kA (com tenso nominal superior a 240V e at 500V). Caractersticas

As caractersticas bsicas dos fusveis so as que se seguem: 1 -via de regra, de baixo custo; 2 -no possuem capacidade de efetuar manobras e, portanto, so usados normalmente com as chaves; 3 -unipolares e, conseqentemente, suscetveis de causar danos a motores pela possibilidade de operao com falta de fase. Podem, por outro lado, no isolar completamente o circuito sob curto-circuito; 4 -possuem caractersticas tempo-corrente no ajustvel. Esta somente pode ser alterada pela mudana do "tamanho" do fusvel (mudana de corrente nominal) ou do tipo de fusvel (rpido ou retardado);

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5 -de operao nica, ou seja, sua atuao no repetitiva e portanto, devem ser substitudos aps a atuao por causa de um curto-ciruito; 6 -constituem, essencialmente, uma proteo contra correntes de curto-circuito. Principalmente os limitadores de correntes, que so mais rpidos que os disjuntores para sobrecorrentes extremamente elevadas, sendo em geral, relativamente lentos para pequenas sobrecorrentes; 7 -podem tomar-se defeituosos sob a ao de correntes elevadas que sejam interrompidas por outros dispositivos antes de provocar sua operao. Nestas condies, existe a possibilidade de atuao indevida, sob a ao de correntes subseqentes, interrompendo desnecessariamente o circuito. Fusveis DIAZED

Os fusveis DIAZED so elementos limitadores de corrente, que devem ser usados preferencialmente na proteo dos condutores das redes de energia eltrica e circuitos de comando.

O conjunto de segurana DIAZED compe-se dos seguintes elementos: base, parafuso de ajuste, fusvel, anel de proteo e tampa. Construdo para tenses at 5OOV~

Base: a pea que rene todos os componentes do conjunto de segurana. Pode ser fornecida

em 2 execues: - normal: para fixar com parafusos; - dispositivo de fixao rpida: sobre trilho de 32mm, conforme norma DIN 46277;

Parafuso de ajuste: construdo em diversos tamanhos de acordo com a ampacidade dos fusveis. Colocado na base, no permite a montagem de fusveis de maior ampacidade do que previsto. A colocao dos parafusos de ajuste feita com a chave 5SH3-700-B.

Anel de proteo: protege a rosca da base aberta, isolando a mesma contra e chapa do painel e evita choques acidentais na troca dos fusveis;

Tampa: a pea na qual o fusvel encaixado, permitindo colocar e retirar o mesmo da base,

mesmo com a instalao sob tenso. Fusvel: a pea principal do conjunto, dentro do qual montado e elo fusvel sendo preenchido

com uma areia de baixa granulometria, de quartzo, que extingue o arco voltaico em caso de fuso. Para facilitar a identificao da corrente nominal do fusvel, existe um indicador, que tem as

cores correspondentes a cada valor de corrente nominal. Este indicador, tambm chamado de "espoleta", se desprende em caso de queima do elo, sendo visvel atravs da tampa.

Corrente nominal (A)

Tipo Tamanho Conf. DIN 49515

Rosca Cdigo de cor Embalagem (peas)

Peso (kg)

2 4 6 10 16 20 25

5SB2 11 5SB2 21 5SB2 31 5SB2 51 5SB2 61 5SB2 71 5SB2 81

DII

E27

Rosa Marrom Verde Vermelho Cinzento Azul Amarelo

50

2,6 2,6 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1

35 50 63

5SB4 11 5SB4 21 5SB4 31

DIII

E3

Preto Branco Cobre

50

5 5,1 5,4

80 100

5SC2 11 5SC2 21

DIV H R1 1/4" Prata Vermelho

20 11 11

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Fusveis SILIZED

Estes fusveis tm uma caracterstica ultra-rpida da curva tempo-corrente. So portanto, os ideais para a proteo de aparelhos equipados com semicondutores (tirstores e diodos) .A alta limitao de corrente destes fusveis permite que a corrente de curto circuito no local da instalao, no atinja valores elevados. Uma faixa amarela. pintada sobre o corpo cermico. diferencia os fusveis SILIZED dos demais. Os acessrios so os mesmos da linha DIAZED.


Tipo Tamanho Conf. DIN 49515

Rosca Cdigo de cor

Embalagem (peas)

Peso 100 peas aprox. (Kg)

16 5SD4 20 DII

E27

Cinzento 25

2,8

20 5SD4 30 Azul 2,9

25 5SD4 40 Amarelo 3,1

35 5SD4 50 DIII

E33

Preto 25

5

50 5SD4 60 Branco 5,1

63 5SD4 70 Cobre 5,4

80 5SD5 10 DIV H R1 1/4" Prata 10 11

100 5SD5 20 Vermelho 11

Fusveis NEOZED

So fusveis de menores dimenses com caracterstica de fuso retardada. Geralmente so apenas mantidos em estoque, pois sua utilizao na reposio para painis de comandos, So similares aos fusveis cartucho, porm os fusveis NEOZED so fabricados pela SIEMENS.

Corrente

nominal (A) Tipo Tamanho

conf. DIN 49522

Rosca Cdigo de cor

Embalagem (peas)

Peso 100 peas aprox. (Kg)

2 4 6 10 16

5SE2 002 5SE2 004 5SE2 006 5SE2 010 5SE2 016

D 01

E 14

Rosa Marrom Verde Vermelho Cinzento

50

0,6 0,6 0,6 0,6 0,7

20 25 35 50 63

5SE2 020 5SE2 025 5SE2 035 5SE2 050 5SE2 063

D 02

E 18

Azul Amarelo Preto Branco Cobre

50

1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

Fusveis SITOR

So de caracterstica ultra-rpida de fuso com curva de tempo-corrente do tipo gR especialmente indicados para proteo de diodos e tiristores, podendo ser utilizados para proteo de retificadores de alta corrente, Seus acessrios so: bases, punho e saca-fusveis.

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Tipo Corrente nominal (A)

Tamanho conforme DIN 43620

Embalagem (peas)

Peso unitrio (Kg)

3NE4 201 32 1 03 0,41 3NE4 202 40 3NE4 217 50 3NE4 218 63 3NE4 220 80 3NE4 221 100 3NE4 222 125 3NE4 224 160 3NE4 327 (-6) 250 2 03 0,70 3NE4 330 (-6) 315 3NE4 333 (-6) 450 3NE4 334 (-6) 500 3NE4 337 (-6) 710

Fusveis NH

Os fusveis limitadores de corrente NH possuem a caracterstica tempo-corrente retardada conforme VDE 0660, VDE 0636 e IEC 269. So construdos para tenses de at 50VCA e 440VCC.

So prprios para proteger os circuitos, que em servio, esto sujeitos a sobrecargas de curta durao, o que acontece na partida direta de motores trifsicos com o rotor em gaiola. Mantm as caractersticas conforme as curvas tpicas de operao, mesmo quando submetidos sucessivas sobrecargas de curta durao e so resistentes fadiga (envelhecimento) quando submetidos sobrecargas de curta durao.

Figura 5 Fusveis NH, fabricante Siemens.

Tamanho Corrente nominal (A)

Tipo Tamanho Corrente nominal (A)

Tipo

000 6 10 16 20 25 32 40 50 63

3NA3 801 3NA3 803 3NA3 805 3NA3 807 3NA3 810 3NA3 812 3NA3 817 3NA3 820 3NA3 822

1 40 50 63 80 100 125 160 200 224 250

3NA3 117 3NA3 120 3NA3 122 3NA3 124 3NA3 130 3NA3 132 3NA3 136 3NA3 140 3NA3 142 3NA3 144 00 80

100 125 160

3NA3 824-Z 3NA3 830-Z 3NA3 832 3NA3 836

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Tipo Tamanho Corrente nominal (A)

Tipo

2 224 250 315 355 400

3NA3 242 3NA3 244 3NA3 252 3NA3 254 3NA3 260

3 400 500 630

3NA3 360 3NA3 365 3NA3 372


Tipo

4 800 1000 1250

3NA3 475 3NA3 480 3NA3 482

Caractersticas dos Fusveis Diazed e NH

Corrente nominal: a corrente nominal a corrente mxima que o fusvel suporta continuamente sem provocar a sua interrupo. o valor marcado no corpo de porcelana do fusvel;

Corrente de curto-circuito: o valor de corrente que o fusvel capaz de interromper com

segurana. Essa capacidade de ruptura no depende da tenso nominal da instalao, mas sim do produto tenso x corrente, ou seja, da potncia;

Tenso nominal: a tenso para a qual o fusvel foi construdo. Os fusveis convencionais para

baixa tenso so indicados para tenses de servio em CA at 500V e em CC at 600V.

Resistncia de contato: uma grandeza eltrica (resistncia hmica) que depende do material e da presso exercida entre as superficies de contato. A resistncia de contato entre a base e o fusvel a responsvel por eventuais aquecimentos, em razo da resistncia oferecida corrente. Esse aquecimento s vezes pode provocar a queima do fusvel;

Substituio: no permitido o recondicionamento dos fusveis em virtude de no haver

substituio adequada do elo de fuso, o que pode comprometer as caractersticas tempo-corrente de atuao.

Curva tenpo-corrente: em funcionamento o fusvel deve obedecer a uma caracterstica:

desligamnto-corrente circulante, fomecida pelos fabricantes. Dirnensionamento de Fusveis de Baixa Tenso

A proteo atravs de fusveis muito utilizada em motores. Neste tipo de instalao deve-se considerar a corrente de partida do motor (Ipm), pois o elevado pico de corrente pode cusar a fuso do elo do fusvel e, conseqentemente a interrupo indevida do funcionamento da mquina.

Para dimensionar um fusvel para um motor a corrente do fusvel deve ser: Inf k x Ipm

onde: Inf: corrente nominal do fusvel (A); k: fator de muhiplicao;

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Ipm: corrente de partida do motor (A).

O valor de k determinado em funo da corrente nominal(In) do motor: -para In 40A k=O,5 -para 40A < In 500A k=O,4 -para 500A < In k=O,3

A corrente de partida do motor (Ipm) determinada em funo de Rcpm (relao entre corrente de partida e corrente nominal) do motor:

Rcpm = Ipm/In (Rcpm tambm pode ser obtido pelas tabelas 1 e 2)

Desta forma, a corrente de partida do motor ser:

Ipm = In x Rcpm

Quando h um grupo de motores em um mesmo ramal alimentador, utiliza-se o seguinte critrio

para dimensionar os fusveis que protegero todo o grupo, atuando como proteo geral:

Inf Ipmm x k + In Onde: Inf: corrente nominal do fusvel (A);

Ipmm: corrente de partida do maior motor ou maior corrente de partida do grupo de.motores (A);

In: somatrio das correntes dos demais motores do o ou do ramal (A). Obs.: quando dimensionamos os fusveis para proteger o ramal que alimenta um grupo de motores, devemos considerar, na maioria dos casos, a maior corrente de partida dentre os motores (lpmm), pois a que causar maior pico de corrente na instalao e considerar tambm o somatrio das correntes nominais dos demais motores ( In)

Recomendaes -Cada motor deve ser protegido por fuveis individuais, ou seja, no se deve utilizar os mesmos fusveis para proteger outras cargas; -No caso de haver um agrupamento de motores, os fusveis que protegem todo o grupo tambm devem ser capazes de proteger o motor de menor potncia; -Geralmente o fusvel no atua em condies de sobrecarga, somente em caso de curto-ciruito; -O funcionamento de qualquer motor (partida) no deve comprometer a proteo dos demais motores ligados ao mesmo ramal. Exemplo 1: calcule os fusveis adequados para um motor de 5cv, trifsico, IV plos, 380VFF, cuja partida ocorre a vazio. Soluo: a) corrente nominal do motor (ln): -consultando a tabela 1, encontramos o valor de In = 7,9A

b) valor de "k": -o fator multiplicador "k" ser: In 40A k = 0,5 c) corrente de partida do motor: -pela tabela 1, o valor de Rcpm ser: Rcpm = 7,0 d) corrente de partida do motor (lpm): -Ipm = In * Ipm = 7,9 * 7 = 55,3A e) corrente nominal do .fusvel (lnf): -Infs k * Ipm 0,5 * 55,3 Inf 27,65A f) seleo do fusvel: o motor acionado a vazio, neste caso podemos utilizar fusvel DIAZED. Tambm possvel utilizar fusvel NH, que possui caraterstica de fuso retardada. Consultando as curvas tempo de fuso x corrente dos fusveis DIAZED, temos:

12

-para corrente de partida de 55,3A, h interseo com as curvas dos fusveis de 10A e 16A. Para o fusvel DIAZED - 10A, o tempo de fuso mximo aproximadamente 400ms. Para o fusvel DIAZED - 16A o tempo de fuso mximo aproximadamente 6s. Portanto, o fusvel adequado o DZ - 16A. Aparentemente, podemos considerar o tempo mximo de 6s um valor elevado, mas lembre-se que este valor o tempo mximo para fuso, ou seja, em caso de curto-circuito o fusvel atuar imediatamente. Concluso: sero utilizados fusveis DZ -16A para este motor.

O fusvel DIAZED tambm pode ser utilizado para proteo de motores, cuja partida ocorre sob carga, pois este fusvel tambm possui um certo retardo na sua fuso. Porm, na prtica, utiliza-se com maior freqiincia, para partidas com carga, fusveis NH retardados, em funo do fato da corrente de partida ser extremamente elevada, podendo causar a fuso inadequada do mesmo. Os fusveis DIAZED so utilizados com maior freqncia para proteo de circuitos de comando.

Se desejssemos selecionar fusveis NH para proteo deste motor, ento, consultando o grfico tempo de fuso x corrente para os fusveis NH, utilizaramos o fusvel NH - 16A, pois verifica-se um tempo de fuso de aproximadamente 4s (lpm = 55,3A) para este caso.

Em alguns casos possvel utilizar fusveis NH ou DIAZED, em funo da forma de partida do motor (a vazio ou com meia carga). Nestas situaes, para definir qual tipo de fusvel utilizar, deve-se comparar os valores de tempo mximo de fuso que cada fusvel oferece. De posse destes, melhor aplicar o fusvel que oferece menor tempo mximo de fuso, lembrando que este valor de tempo no deve ser muito pequeno, pois pode ocorrer a fuso indevida, causada apenas pela corrente de partida.

Em motores que so acionados atravs de partida indireta (estrela-tringulo ou compensada) o dimensionamento dos fusveis segue o mesmo procedimento de clculo acima descrito. A nica diferena que devemos observar o valor da corrente que circula no motor quando o mesmo est conectado em estrela ou em tringulo, pois os valores so diferentes como j se sabe. Na partida compensada (realizada atravs de trafo), devemos observar o aumento da corrente em funo dos TAP's do trafo de partida. Curvas Tpicas Tempo de Fuso x Corrente dos Fusveis NH

Figura 6 Curva caracterstica tempo de fuso/corrente de curto do fusvel NH, fabricante Siemens.

1.14.1 Seletividade entre Fusveis NH

A tabela a seguir mostra qual fusvel deve-se adotar montante em funo do fusvel instalado jusante do circuito .

13

Montante

F1 Jusante

F2

1250A 800A

1000A 630A

800A 500A

630A 400A

500A 315A

400A 250A

315A 200A

250A 160A

200A 125A

160A 100A

125A 80A

100A 63A

80A 50A

63A 40A

50A 32A

40A 25A

32A 20A

25A 16A

20A 10A

16A 6A

10A 4A (1)

6A 2A (1)

Curvas Tpicas Tempo de Fuso x Corrente dos Fusveis Diazed

Figura 7 Curva caracterstica tempo de fuso/corrente de curto-circuito de fusveis Diazed, 500V, tipo retardado, Siemens.

F1

F2

14

1.15.1 Seletividade entre Fusveis Diazed

Montante F1

Jusante F2

100A 63A

80A 50A

63A 35A

50A 25A

35A 20A

25A 16A

20A 10A

16A 6A

10A 4A

6A 2A

Exerccios

1- Dimensione os fusveis para um motor trifsico, UI = 220V, IV plos, 30cv, (y - ). 2- Dimensione os fusveis para um motor trifsico, II plos, Uf = 220V, 20cv, (y - ). 3- Dimensione os fusveis para um motor monofsico, 4 plos, 7,5cv, ligado em 220V.

4- Dimensione os fusveis (inclusive o fusvel geral) para urn circuito que alimenta os seguintes

motores: - motor trifsico, IVplos, 10cv, Uf = 127V; - motor monofsico, IV plos, 5cv, ligado em 127V; - motor trifsico, II plos, 30cv, UI = 380V, (Y - ) 5- Dimensione somente o fusvel geral que alimenta os seguintes motores: - motor trifsico, IV plos, 50cv, Ul = 380V; - motor trifsico, IV plos, 75cv, UI = 380V.

15

Carectersticas dos motores eltricos

Potncia

Nominal

Corrente

Nominal Rotao Cos Potncia

Ativa

Conjugado

Nominal

Relao

Ip/In

Relao

Cp/Cn

Rendi-

mento

Momento

de inrcia

Tempo (s)

rotor bloqueado

cv 220V 380V rpm - kW mkgf - - % Kgm2

Trb

Motores de II plos

1,0

3,0 5,0 7,5

10 15 20 25

30 40 50

60 75

100

125 150

3,3

9,2 13,7 19,2

28,6 40,7 64,0 69,0

73,0 98,0 120,0

146,0 178,0 240,0

284,0 344,0

1,9

5,3 7,9 11,5

16,2 23,5 35,5 38,3

40,5 54,4 66,6

81,0 98,8 133,2

158,7 190,9

3.440

3.490 3.490 3.480

3.475 3.500 3.540 3.540

3.535 3.525 3.540

3.545 3.550 3.560

3.570 3.575

0,76

0,76 0,83 0,83

0,85 0,82 0,73 0,82

0,88 0,89 0,89

0,89 0,89 0,90

0,90 0,90

0,7

2,2 4,0 5,5

7,5 11,0 15,0 18,5

22,0 30,0 37,0

45,0 55,0 75,0

90,0 110,0

0,208

0,619 1,020 1,540

2,050 3,070 3,970 4,960

5,960 7,970 9,920

11,880 14,840 19,720

24,590 29,460

6,2

8,3 9,0 7,4

6,7 7,0 6,8 6,8

6,3 6,8 6,8

6,5 6,9 6,8

6,5 6,8

180

180 180 180

180 180 250 300

170 220 190

160 170 140

150 160

0,81

0,82 0,83 0,83

0,83 0,83 0,83 0,86

0,89 0,90 0,91

0,91 0,92 0,93

0,93 0,93

0,0016

0,0023 0,0064 0,0104

0,0179 0,0229 0,0530 0,0620

0,2090 0,3200 0,3330

0,4440 0,4800 0,6100

1,2200 1,2700

7,1

6,0 6,0 6,0

6,0 6,0 6,0 6,0

6,0 9,0

10,0

18,0 16,0 11,0

8,9 27,0

Motores de IV plos

1,0 3,0

5,0 7,5 10

15 20 25

30 40 50

60 75

100

125 150 180

200 220 250

300 380 475

600

3,8 9,5

13,7 20,6 26,6

45,0 52,0 64,0

78,0 102,0 124,0

150,0 182,0 244,0

290,0 350,0 420,0

470,0 510,0 590,0

694,0 864,0

1.100,0

1.384,0

2,2 5,5

7,9 11,9 15,4

26,0 28,8 35,5

43,3 56,6 68,8

83,3 101,1 135,4

160,9 194,2 233,1

271,2 283,0 327,4

385,2 479,5 610,5

768,1

1.715 1.720

1.720 1.735 1.740

1.760 1.760 1.760

1.760 1.760 1.760

1.765 1.770 1.770

1.780 1.780 1.785

1.785 1.785 1.785

1.785 1.785 1.788

1.790

0,65 0,73

0,83 0,81 0,85

0,75 0,86 0,84

0,83 0,85 0,86

0,86 0,86 0,87

0,87 0,87 0,87

0,87 0,87 0,87

0,88 0,89 0,89

0,89

0,7 2,2

4,0 5,5 7,5

11,0 15,0 18,5

22,0 30,0 37,0

45,0 55,0 75,0

90,0 110,0 132,0

150,0 160,0 185,0

220,0 280,0 355,0

450,0

0,42 1,23

2,07 3,10 4,11

6,12 7,98 9,97

11,97 15,96 19,95

23,87 29,75 39,67

49,31 59,17 70,81

80,00 86,55 95,35

118,02 149,09 186,55

235,37

5,7 6,6

7,0 7,0 6,6

7,8 6,8 6,7

6,8 6,7 6,4

6,7 6,8 6,7

6,5 6,8 6,5

6,9 6,5 6,8

6,8 6,9 7,6

7,8

200 200

200 200 190

195 220 230

235 215 200

195 200 200

250 270 230

230 250 240

210 210 220

220

0,81 0,82

0,83 0,84 0,86

0,86 0,88 0,90

0,90 0,91 0,92

0,92 0,92 0,92

0,94 0,95 0,95

0,95 0,95 0,95

0,96 0,96 0,96

0,96

0,0016 0,0080

0,0091 0,0177 0,0328

0,0433 0,0900 0,1010

0,2630 0,4050 0,4440

0,7900 0,9000 1,0600

2,1000 2,5100 2,7300

2,9300 3,1200 3,6900

6,6600 7,4000 9,1000

12,1000

6,0 6,0

6,0 6,0 8,3

8,1 7,0 6,0

9,0 10,0 12,0

12,0 15,0 8,3

14,0 13,0 11,0

17,0 15,0 15,0

24,0 25,0 26,0

29,0

Potncia Nominal

Corrente (220 V)

Veloci-dade

cos (a 100%)

Relao In/In

Relao Cp/Cn

Conjugado Rendi-mento

Mom. de inrcia Nominal Cm/Cn

cv kW A rpm - - - mkgf - % -

II plos

1,5 2,0 3,0

4,0 5,0 7,5

10,0

1,10 1,50 2,20

3,00 3,70 5,50

7,50

7,5 9,5

13,0

18,0 23,0 34,0

42,0

3.535 3.530 3.460

3.515 3.515 3.495

3.495

75 76 77

79 81 78

82

7,8 7,2 7,6

8,7 7,9 6,2

7,0

2,9 2,9 3,0

2,8 2,8 2,1

2,1

0,31 0,61 0,81

0,61 1,00 1,50

2,00

2,3 2,3 2,2

2,6 2,6 2,1

2,6

75 76 77

79 81 78

82

0,0020 0,0024 0,0064

0,0093 0,0104 0,0210

0,0295

IV plos

1,0

1,5 2,0 3,0

4,0 5,0 7,5

10,0

0,75

1,10 1,50 2,20

3,00 3,70 5,50

7,50

5,8

7,5 9,5

14,0

19,0 25,0 34,0

46,0

1.760

1.760 1.750 1.755

1.745 1.750 1.745

1.745

71

75 77 79

80 81 84

85

8,2

8,7 8,7 8,5

7,1 7,5 7,4

7,6

3,0

2,8 3,0 3,0

2,9 3,0 3,0

3,0

0,41

0,61 0,81 1,20

1,60 2,00 3,10

4,10

2,5

2,9 2,8 2,8

2,6 2,6 2,6

2,5

71

75 77 79

80 81 84

85

0,0039

0,0052 0,0084 0,0163

0,0183 0,0336 0,0378

0,0434

Obs: para obter o valor da corrente em 127V, multiplicar por 2,0; para obter o valor da corrente em 440V multiplicar por 0,5; os valores apresentados so mdios, podendo apresentar variaes conforme o fabricante.

16

TRANSMISSO CORREIA

2

112

n.03,1

n.dd

100.19

n.d

100.19

n.dV 2211

n1- Rotao da polia motriz (rpm) n2- Rotao da polia acionada (rpm) d1- Dimetro da polia motriz (mm) d2- Dimetro da polia acionada (mm) 1,03- Porcentagem de escorregamento (%) V- Velocidade da correia (m/s)

POTNCIA TRANSMITIDA POR UMA CORREIA

17

d.S.V.4P

P- Potncia transmitida por uma polia (CV) V- Velocidade da polia (m/s) S- Seo tranversal da correia (cm2) d- Dimetro da polia (m)

CONVERSO DE UNIDADE DE POTNCIA

Multiplicar Por Para obter

CV kW

0,736 1,36

kW CV

Fusveis NH

Tamanho Corrente

nominal (A)

Tipo Tamanho Corrente

nominal (A)


nominal (A)


nominal (A)

Tipo

00 6

10 16 20

25 32 40

50 63 80

100 125 160

3NA3 801

3NA3 803 3NA3 805 3NA3 807

3NA3 810 3NA3 812 3NA3 817

3NA3 820 3NA3 822 3NA3 824 -Z

3NA3 830 -Z 3NA3 832 3NA3 836

1 40

50 63 80

100 125 160

200 224 250

3NA3 117

3NA3 120 3NA3 122 3NA3 124

3NA3 130 3NA3 132 3NA3 136

3NA3 140 3NA3 142 3NA3 144

2 224

250 315 355

400

3NA3 242

3NA3 244 3NA3 252 3NA3 254

3NA3 260

3 400

500 630

3NA3 360

3NA3 365 3NA3 372

Tamanho Corrente

nominal

(A)

Tipo Bases Punhos

4 800 1000

1250

3NA3 475 3NA3 480

3NA3 482

Corrente nominal

(A)

Tipo 3NX1 011 Corrente nominal

(A)

Tipo

160 250

400 630 1250

3NH3 030-Z 3NH3 230-Z

3NH3 330-Z 3NH3 430-Z 3NH3 520

6 a 1250 6 a 1250

3NX1 011 3NX1 012

com luva

Fusveis DIAZED




Tipo 1)

2 4 6

10 16 20

25

5SB2 11 5SB2 21 5SB2 31

5SB2 51 5SB2 61 5SB2 71

5SB2 81

35 50 63

5SB4 11 5SB4 21 5SB4 31

80 100

5SC2 11 5SC2 21

1) somente para reposio

17

Bases Tampas Parafusos de Ajuste

Fixao Corrente nominal (A)

Tipo Para bases de: (A)


Tipo

Por parafusos

2 a 25 5SF1 024 25 5SH1 12 2 4

6 10 16

20 25 35

50 63

5SH3 10 5SH3 11

5SH3 12 5SH3 13 5SH3 14

5SH3 15 5SH3 16 5SH3 17

5SH3 18 5SH3 20

35 a 63 5SF1 224 63

5SH1 13

Rpida por

engate em termopls

-tico

2 a 25 5SF1 002-B Anis de proteo

35 a 63 5SF1 202-B Para

bases de: (A)

Tipo

Rpida por

engate em chapa de ao

2 a 25 5SF1 005 25 5SH3 32

35 a 63 5SF1 205 63 5SH3 34

Coberturas unipolares Chave parafusos de ajuste Trilho suporte

Para

bases de (A)

Tipo Para

parafusos de ajuste de (A)

Tipo Tamanho e

comprimento

Tipo

25 5SH2 02 35 x 7,5 mm

2 metros

5ST0 141

63 5SH2 22 2 a 63

5SH3 700-B

Secionadores fusveis tripolares 3NP Manobra sob carga

Corrente nominal de servio/e

Tipo Proteo de curto-circuito

Fusveis mximos NH (tamanho)

(A)

Dimenses (mm)

AC-21

500V (A)

AC-22

500V (A)

AC-23

380V (A)

500V (A)

L

H

P

160 160 125 80 3NP40 80-0CA00 00

160

108 172 88

250 250 250 200 3NP42 90-0CA00 1 250

185 255 115

Secionadores fusveis tripolares 3NN Manobra em vazio

Corrente nominal de servio /e

AC-20 500V

(A)

Tipo Proteo de curto-circuito

Fusveis Mximos NH (tamanho)

(A)

Dimenses (mm)

L H P

400 3NN0 400 2 400

282 310 145

630 3NN0 630 3

630

282 310 160

18

Secionadores tripolares S32 Manobra sob carga


Tipo 1)

Proteo de

curto-circuito

Fusveis

mximos NH (tamanho) (A)

Dimenses (mm)

AC-21 500V

(A)

AC-22 500V

(A)

AC-23 380V

(A)

500V

(A)

L

H

P

160 160 102 65 S32- 160/3 160 158 122 127

250 250 139 79 S32- 250/3 250 205 135 145

400 400 190 158 S32- 400/3 400 205 147 145

630 630 382 317 S32- 630/3 630 293 192 215

1000 1000 447 425 S32- 1000/3 1000 293 203 215

1250 1250 870 685 S32- 1250/3 1250 385 280 230

1600 1250 870 685 S32- 1600/3 - 385 360 230

Secionadores tripolares com porta-fusveis S37 Manobra sob carga


Tipo 1)

Proteo de curto-circuito

Fusveis

Mximos DIAZED e NH (tamanho)

(A)

Dimenses (mm)

AC-21

500V (A)

AC-22

500V (A)

AC-23

380V (A)

440V (A)

500V (A)

L

H

P

63 63 63 63 63 S37- 63/3 DII 63

158 135 172

125 125 125 125 64 S37- 125/3 00

125

158 135 212

160 160 160 160 160 S37- 160/3 00 160

205 150 212

250 250 250 250 250 S37- 250/3 1 250

293 200 328

400 400 400 375 310 S37- 400/3 2

400

293 200 328

630 630 630 630 630 S37- 630/3 3

630

385 280 355

1) Consulte os acionamentos para instalar na porta do painel.

CAPTULO 2 DIMENSIONAMENTO DE CONTATORES E RELS TRMICOS Dimensionamento de Contatores

Os contatores so chaves destinadas a estabelecer um circuito e/ou carga, assim como tambm interromper a alimentao do mesmo. um equipamento que suporta com segurana a corrente de partida do motor, pois possuem cmara de extino de arco eltrico, que garante alta confiabilidade e proteo dos contatos de fora. Categorias de Utilizao

As categorias definem os tipos de servios nos quais os contatores sero utilizados.

19

Corrente Alternada

Aplicaes

AC1 Cargas pouco indutivas ou no indutivas (ex: fornos de resistncias). AC2 Partida de motores em anel (com ou sem frenagem por contra-corrente). AC3 Partida de motores de induo tipo gaiola. Desligamento do motor em condies

normais. AC4 Partida de motores de induo tipo gaiola. Manobras de ligao intermitente, frenagem

por contra-corrente e reverso.

Corrente Contnua

Aplicaes

DC1 Manobras de circuitos de corrente contnua, que no momento da interrupo se manifesta uma auto-induo.

DC2 Manobras de motores de corrente contnua. DC3 Manobras de motores de corrente contnua, excitao paralela, com frenagem por

contra-corrente e motores que sofram interrupo no circuito no momento da partida. DC4 Manobras de motores de corrente contnua, excitao srie em funcionamento normal. DC5 Manobras de motores de corrente contnua, excitao srie com frenagem por contra-

corrente.

Partida Direta

a partida na qual o motor acionado na conexo que permanecer funcionando em regime permanente. O motor pode ser acionado em estrela, tringulo, estrela srie, tringulo srie, etc.

Na partida direta a corrente mxima que o contator deve suportar maior ou igual corrente do motor:

Inc Inm Onde: Inc: corrente nominal do contator (A);

Inm: corrente nominal do motor (A). Partida Estrela Tringulo

Nos motores de mdias potncias, utiliza-se a partida indireta, ou seja, o motor acionado em uma conexo para reduzir o efeito da corrente de partida e, em seguida, feita uma nova conexo na qual o motor permanecer conectado enquanto estiver funcionando (em regime permanente).

A aplicao mais simples e comum deste tipo a partida estrela-tringulo (Y - ), muito utilizada em motores que geram altos picos de corrente no momento da partida.

As concessionrias determinam a faixa de potncia para a qual deve-se aplicar partida estrela- tringulo, normalmente acima de 7 ,5cv j se exige partida indireta.

Quando o motor acionado em estrela cada bobina do motor fica submetida a uma tenso 3 vezes menor que a tenso de alimentao, sendo a corrente igual a corrente de linha. Quando a

ligao feita em tringulo, cada bobina fica submetida tenso da rede, sendo a corrente 3 vezes menor que a corrente de linha. Possibilidade de ligao de motores de induo atravs de chave estrela-tringulo

Ligao dos enrolamentos (V)

Tenso de Alimentao (V)

Partida com chave estrela-tringulo

220/380 220/380

220/380/440 220/380/440 220/380/440

380/660 220/380/440/760 220/380/440/760 220/380/440/760

220 380 220 380 440 380 220 380 440

Possvel em 220V No possvel

Possvel em 220V No possvel No possvel

Possvel em 380V Possvel em 220V

No possvel Possvel em 440V

Sabemos que para a partida estrela-tringulo so necessrios trs contatores:

- C1 conecta os treminais 1,2 e 3, do motor, s fases;

- Ligao Estrela

Uf = 3

U

If = I

- Ligao Tringulo

Uf = U

If = 3

I

20

- C2 conecta o motor em estrela (conecta os terminais 4,5 e 6 entre si); - C3 conecta o motor em tringulo (conecta 1 com 6,2 com 4 e 3 com 5).

Portanto, a corrente em cada contator ser:

- os contatores C1 e C3 (ligao tringulo):

Onde: Inc = corrente nominal do contador (A);

Inm = corrente de linha nominal do motor (A);

- o contator C2 (conecta o motor em estrela):

Partida Compensada

Quando utilizamos motores de potncias relativamente elevadas (50cv P 200cv), devemos utilizar outro mtodo de partida, pois nestas condies, mesmo a partida estrela-tringulo provocaria grande impacto na rede no momento da partida.

A partida compensada utiliza um autotransformador, com TAP's para obteno de tenses menores. Desta forma a partida mais suave, pois a medida que o motor aumenta sua rotao, tambm aumenta a sua tenso de alimentao. Um circuito de comando automtico aciona contatores que por sua vez, conectam o motor em TAP's de maior tenso do autotransformador, at que se chegue na tenso nominal de trabalho do motor.

Considerando o esquema abaixo com os contatores Cl, C2 e C3 o critrio de clculo o seguinte: - dimensionamento de Cl: Inc Inm onde: Inc = corrente nominal do contator (A); Inm = corrente nominal do motor (A). - dimensionamento de C2: Inc K2 * Inm onde: k = fator multiplicador; - dimensionamento de C3: Inc (k k2) * Inm

Os valores de k so determinados em funo do tap do autotransformador conectado ao motor:

TAP do autotrafo Valor de k

80% da tenso nominal 0,80



Dimensionamento de Rels Trmicos

Os rels trmicos so a protees mais eficazes contra sobrecargas em motores eltricos. Para dimension-los basta conhecer o fator de servio (fs) do motor. Portanto, o critrio para determinar a corrente de ajuste do rel trmico :

laj = k1 * Inm Onde: Iaj = valor de corrente que deve ser ajustado no rel (A); K1 = fator multiplicador, determinado em funo do fator de servio (fs) do motor. Os valores que k1 pode assumir so: k1 = 1,15 para motores cujo fs < 1,15;

Inc 3

Inm

Inc 0,333 * Inm

21

K1 = 1,25 para motores cujo fs 1,15. Todo rel trmico possui uma faixa de corrente, na qual ele atua. O valor de corrente a ser

ajustado deve ser, de preferncia, um valor que esteja no meio da faixa de atuao do rel. Isto evita que sejam feitos ajustes para o valor limite (mximo ou mnimo) do rel. Este procedimento pode ainda tornar mais flexvel o ajuste da corrente limite de sobrecarga, pois em muitos casos o motor opera com uma sensvel sobrecarga, ento necessrio calibrar a corrente limite de sobrecarga do rel para tolerar esta.

Exemplo: supondo que a corrente de ajuste do rel seja Iaj = 10A, devemos selecionar um rel com uma faixa de atuao de 8 -12,5A, rel 3UA50 00 1K -SIEMENS:

Exemplo 1: determine o contator e o rel trmico adequados para um motor trifsico, 5cv, IV plos, 380V, fator de servio fs = 1,15, cujo contator ir operar conforme a categoria AC4. A tenso de comando de 110V. Soluo: a) corrente nominal do motor (ln): consultando a tabela 1, captulo I In = 13,7 A b) dimensionamento do contator: Inc In Inc 13,7 A, logo: contator 3TB44 17-0A G1 SIEMENS c) corrente de ajuste do rel trmico: sabendo que fs = 1,15, ento: Iaj = 1,15 * 13,7 = 15,76A d) seleo do rel trmico: sabendo que a corrente de ajuste Iaj = 15,76A, consultando o catlogo SIEMENS em anexo encontramos: rel 3UA52 00 - 2C, SIEMENS (atua na faixa de 16 a 25A). Exemplo 2: determine os contatores e o rel trmico adequados para um motor trifsico, 10cv, IV plos, 380V, fator de servio fs = 1,35, sabendo que sua partida estrela tringulo, a categoria de trabalho AC4 e a tenso de comando de 220V. Soluo: a) corrente nominal do motor (ln): consultando a tabela 1, captulo I In = 15,4A b) dimensionamento dos contatores C1 e C3 (conectam o motor em tringulo):

A9,8Inc3

4,15Inc

3

InInc

-contatores C1 e C3: 3TB44 17 - OA Nl, SIEMENS c) dimensionamento do contator C2 (conecta o motor em estrela):

A96,29,8*333,0In*333,0Inc -contator C2: neste caso possvel selecionar o contator observando apenas a capacidade de conduo do contator como se o mesmo fosse operar na categoria AC3: 3TB40 10 - OA Nl, SIEMENS. d) corrente de ajuste do rel trmico: sabendo que a corrente nominal de 15,4A e o fs = 1,35 a corrente de ajuste ser:

A25,194,15*25,1Iaj e) seleo do rel trmico: sabendo que a corrente de ajuste Iaj = 19,25A, consultando o catlogo SIEMENS em anexo encontramos: rel 3UA52 00- 2C, SIEMENS (atua na faixa de 16 a 25A).

Exemplo 3: dimensione os contatores para um motor de 75cv, IV plos, 380V, fs = 1,20, sabendo que sua partida feita atravs de um autotrafo, ou seja, a partida compensada, a categoria de

22

operao do motor AC3 e a tenso de comando 220V. Durante a partida o motor conectado ao TAP de 65% da tenso nominal de operao. Soluo: a) dimensionamento do contator C1: sabendo que a corrente nominal do motor In = 101,IA:

A1,101IncInInc - o contato C1 ser 3TF50 22 - OA N1, SIEMENS. b) dimensionamento do contator C2:

A72,65Inc1,101*65,0In*KInc 2 - o contator C2 ser 3TF48 22 - OA N1, SIEMENS c) dimensionamento do contator C3:

A76,271,101*)65,065,0(In*)KK(Inc 22

- o contator C3 ser 3TB44 17- OA N1, SIEMENS d) corrente de ajuste do rel trmico: sabendo que a corrente nominal de 101,1A e o fs = 1,20 a corrente de ajuste ser:

A38,1261,101*25,1Iaj e) seleo do rel trmico: sabendo que a corrente de ajuste Iaj = 126,38A e o fator de servio o rel ser 3UA6200 - 3K, SIEMENS. Exerccios Propostos 01- Calcule o contator e o rel trmico adequados para um motor monofsico, 5cv, 127V, IV plos, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3 e tenso de comando de 110V. 02- Calcule o contator e o rel trmico adequados para um motor trifsico, 7,5cv, IV plos, 220V, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC4, tenso de comando de 220V e partida direta. 03- Cacule os contatores e o rel trmico adequados para um motor trifsico, 20cv, II plos, 380V, fs = 1,20, regime de trabalho conforme categoria AC3, tenso de comando de 110V e partida estrela- tringulo. 04- Calcule os contatores e o rel trmico adequados para um motor trifsico, 125cv, IV plos, 380V, fs = 1,25, regime de trabalho conforme categoria AC3, tenso de comando de 220V e partida compensada. 05- Calcule os fusveis, contatores e rel trmico para um motor trifsico, 15cv, IV plos, 220V, fs= 1,25, regime de trabalho conforme categoria AC3, tenso de comando de 110V e partida estrela-tringulo. 06 -Dimensione os fusveis, contatores e rel trmico para um motor trifsico, 150cv, IV plos, 440V, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3, tenso de comando de 110V e partida compensada. 07- Dimensione os fusveis, contatores e rel trmico para um motor trifsico, 175cv, IV plos, 440V, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3, tenso de comando de 220V e partida compensada. 08- Dimensione os fusveis, contatores e rel trmico para um motor trifsico, 40cv, IV plos, 220V, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3, tenso de comando de 220V e partida compensada. 09- Dimensione os fusveis, contatores e rel trmico para um motor trifsico, 60cv, II plos, 440V, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria At3, tenso de comando de 110V e partida compensada.

23

10- Dimensione os fusveis, contatores e rel trmico para um motor trifsico, 3Ocv, IV plos, 380V, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3, tenso de comando de 220V e partida estrela- tringulo. Diagrama de Ligao dos Contatores Tripolares 3TB/3TF (Cortesia Siemens)

24

Consumo de Bobinas*

Contator

60Hz 50Hz

Ligao Permanente Ligao Permanente

(VA) (VA) (VA) (VA)

(cos ) (cos ) (cos ) (cos )

3TB40 3TB41

87 12 68 10

0,79 0,3 0,82 0,29

3TB42 3TB43

87 12 69 10

0,79 0,3 0,82 0,29

3TB44 95 12 69 10

0,79 0,3 0,86 0,29

3TF46 3TF47

233 21 183 17

0,54 0,29 0,6 0,29

3TF48 410 39 330 32

0,4 0,24 0,5 0,23

3TF50 680 48 550 39

0,4 0,25 0,45 0,24

3TF52 1090 70 910 58

0,31 0,28 0,38 0,26

3TF54 1710 105 1430 84

0,26 0,27 0,34 0,24

3TF55 1710 105 1430 84

0,26 0,27 0,34 0,24

3TF56 2960 146 2450 115

0,18 0,33 0,21 0,33

3TF57 1700 49 1700 49

- 0,19 - 0,19

3TB58 900 110 900 110

0,8 0,6 0,8 0,6

*Bobinas no estado frio e com tenso de comando nominal CAPTULO 3 - DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES 3.1-Generalidades

Nas instalaes eltricas de baixa tenso, residenciais, industriais, prediais ou comerciais possvel utilizar com segurana no somente condutores de cobre (Cu), mas tambm de alumnio (AI). Algumas comparaes entre os dois tipos so apresentadas a seguir:

Alumnio (Al) Cobre(Cu)

Mais leve Mais pesado

Conduz menos Conduz mais

Menor preo Maior preo

Seo maior Seo menor

Oxidao maior Oxidao menor

Maior resistncia mecnica Menor resistncia mecnica

Em regies litorneas ou em ambientes agressivos quimicamente, melhor utilizar condutores

de cobre, pois resistem mais oxidao ou a ataques qumicos. As sees mnimas dos condutores em instalaes eltricas de baixa tenso so estabelecidas

pela norma NBR-5410, do seguinte modo:

Utilizao do circuito Seo mnima (mma)

Iluminao e TUGs (110W) 1,5 TUGs coz., rea de servio e

garagem (600W) 2,5

TUE (micro-ondas, chuveiro, etc.) 2,5

Circuitos de fora 2,5

Circuitos de comando 1,0

3.2-Dimensionamento pelo Critrio da Ampacidade

25

Este critrio utilizado para dimensionamento de condutores, considerando o fato de que dificilmente haver poucos condutores alojados nos eletrodutos, ou seja, deve-se levar em considerao o fator de correo de agrupamento " (FCA) dos cabos no interior do eletroduto.

A temperatura de trabalho dos condutores normalmente superior temperatura ambiente, por isso tambm leva-se em considerao o fator de correo de temperatura (FCT).

A corrente de projeto determinada em funo do tipo da carga, atravs das seguintes equaes:

- circuito monofsico:

.f

np

cos.U

PI

- circuito bifsico:

.

np

cos.U

PI

- circuito trifsico

.

n

pcos.3.U

PI

Onde: Ip: corrente de projeto (A);

Pn: potncia nominal (W); Uf: tenso de fase (V);

U : tenso de linha (V);

cos : fator de potncia;

: rendimento.

Desta forma possvel determinar a corrente de projeto corrigida (lp) em funo dos condutores adjacentes e da temperatura de trabalho:

FCA*FCT

I'I

p

p

Onde: Ip': corrente de projeto corrigida (A);

Ip: corrente de projeto (A); FCA: fator de correo de agrupamento; FCT: fator de correo de temperatura.

Temperatura C

Isolao

PVC EPR ou XLPE PVC EPR ou XLPE

Ambiente do Solo

10 1,22 1,15 1,10 1,07

15 1,17 1,12 1,05 1,04

20 1,12 1,08 1,00 1,00

25 1,06 1,04 0,95 0,96

30 1,00 1,00 0,89 0,93

35 0,94 0,96 0,84 0,89

40 0,87 0,91 0,77 0,85

45 0,79 0,87 0,71 0,80

50 0,71 0,82 0,63 0,76

55 0,61 0,76 0,55 0,71

60 0,50 0,71 0,45 0,65

65 - 0,65 - 0,60

70 - 0,58 - 0,53

75 - 0,50 - 0,46

80 - 0,41 - 0,38

Tabela 3.1 (tabela 34 da NBR-5410/90) Fatores de correo de projeto para temperaturas (FCT) diferentes de 30C para cabos no enterrados e de 20C (temperatura do solo) para cabos enterrados.

26

Tipo de isolao Temperatura mxima

para servio contnuo (Condutor) - C

Temperatura limite de sobrecarga (Condutor) - C

Temperatura limite de curto-circuito (Condutor) C

Cloreto de polivinila (PVC) 70 100 160

Borracha etileno-propileno (EPR) 90 130 250

Polietileno-reticulado (XLPE) 90 130 250 Tabela 3.2 (tabela 29 da NBR=5410/90) Temperaturas Caractersticas dos Condutores

Exemplo 1: sabendo que em um eletroduto h vrios condutores pertencentes a vrios circuitos diferentes, calcule (pelo critrio da ampacidade) a seo (em mm

2) ideal para o circuito que alimenta o

apartamento 101 (QD-101). A isolao dos condutores de PVC, temperatura de trabalho de aproximadamente 35C, condutores instalados em eletroduto de PVC rgido embutido em alvenaria.

Soluo: a) determniar o tipo ou meneira de instalao do cabo: - pela tabela 3.8 verificamos que, neste caso, a forma de instalao a B-5; b) clculo da corrente de projeto(Ip): (considerar um circuito trifsico equilibrado)

A10,11492,0*9,0*3*220

3600

cos*3*U

PI

.

n

p

c) fator de correo de temperatura (FCT): - a temperatura de trabalho 35Ce a isolao dos condutores de PVC, portanto, pela tabela 3.1 obtemos:

FCT = 0,94 d) fator de correo de agrupamento (FCA): - O fator de correo de agrupamento considera o nmero total de "condutores carregados" existentes no eletroduto. Entende-se por condutor carregado aquele no qual circula a corrente nominal da carga, ou seja, a(s) fase(s) e o neutro. Por isso, condutor terra (ou aterramento) no considerado condutor carregado. Neste caso, temos ento 16 condutores carregados no trecho compreendido entre o QDG at a caixa de passagem (CP).

Nfases

NelNcirc

Onde: Ncirc = nmero de circuitos carregados;

Nel = nmero de condutores carregados existentes no eletroduto; Nfases = nmero de fases do circuito em anlise.

- neste caso teremos:

27

3

16Ncirc ~ 5 circuitos

- pela tabela 3.3 obtemos o valor de FCA = 0,6 e) clculo da corrente de projeto corrigido (Ip):

A30,2026,0*94,0

10,114

FCA*FCT

I'I

p

p

f) seo do(s) condutor(es) (mm

2):

- pela tabela 3.13, coluna B, 3 condutores carregados obtemos o cabo de 95mm2. O condutor neutro

obtido pela tabela 3.20 e ser 50mm2 e o condutor de proteo (terra), pela tabela 3.21, ser 50mm

2.

3.3-Dimensionamento pelo Critrio da Queda de Tenso

Sabemos que a distncia tambm influencia no dimensionamento dos condutores, pois quanto maior a distncia maior ser a impedncia do condutor e, conseqntemente, haver uma queda de tenso considervel.

A NBR-5410/90 estabelece o limite mximo de 7% para queda de tenso mxima em instalaes que tenham subestao ou transformador prprio. Este valor tomado desde a origem da instalao (transformador) at o final do circuito terminal ( carga).

As concessionrias estabelecem limites mais rigorosos- o caso da COPEL -Companhia Paranaense de Energia Eltrica, que determina 5,5% para o limite acima citado

Figura 8 Sugesto de aplicao de rcentuais de queda de tenso nos diversos trechos de uma instalao alimentada diretamente por subestao de transformao, de forma a obter-se o limite mximo admissvel de 7% de queda de tenso (conforme NBR-5410/90)

Figura 9 Sugesto de aplicao de percentuais de queda de tenso nos diversos trechos de uma instalao alimentada diretamente por subestao de transformao, de forma a obter-se o limite mximo admissvel de 5,5% de queda de tenso (conforme a NTC 9-01110 COPEL)

28

Disposio dos cabos

Fatores de Correo

Nmero de Circuitos ou Cabos Multipolares

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 >=16

Agrupados sobre uma superfcie ou contidos em eletrodutos, calha

ou bloco aveolado

1 0,8 0,7 0,65 0,6 0,55 0,55 0,5 0,5 0,5 0,45 0,45 0,4

Camada nica em parede ou piso

Contguos 1 0,85 0,8 0,75 0,75 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,65

Espaados 1 0,95 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

Camada nica ou teto

Contguos 0,95 0,8 0,7 0,7 0,65 0,65 0,65 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,55

Espaados 0,95 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85

Tabela 3.3 Fatores de correo para agrupamento de mais de um circuito ou mais de um cabo multipolar instalados em eletroduto, ou calha, ou bloco alveolado, ou agrupados sobre uma superfcie.

Notas:

a) Esses fatores so aplicveis a grupos uniformes de cabos, uniformemente carregados. b) Quando a distncia horizontal entre cabos adjacentes for superior ao dobro de seu dimetro

externo, no necessrio aplicar nenhum fator redutor. c) A indicao espaados significa uma distncia igual a um dimetro entre superfcies

adjacentes. d) Os mesmos fatores de correo so aplicveis a: grupos de 2 ou 3 condutores isolados ou

cabos unipolares; cabos multipolares. e) Se um sistema constitudo tanto de cabos bipolares como de cabos tripolares, o nmero

total de cabos aplicado s tabelas de 2 condutores carregados, para os cabos bipolares, e s tabelas de 3 condutores carregados, para os cabos tripolares.

f) Se um agrupamento consiste de N condutores isolados ou cabos unipolares, podem-se considerar tanto N/2 circuitos com 2 condutores carregados, como N/3 circuitos com 3 condutores carregados.

g) Os valores indicados so mdios para faixa usual de sees nominais e para as maneiras de instalar indicadas na Tabela 3.8.

Obs: para obter o fator de correo para agrupamento (FCA) para condutores diretamente enterrados, ou instalados em eletrodutos diretamente enterrados, ou bandeja, ou prateleira ou suporte, consulte as tabelas 3.16, 3.17, 3.18 e 3.19 respectivamente.

Iluminao Outros Usos

A Instalaes alimentadas diretamente por um ramal de baixa tenso, a partir de uma rede de distribuio pblica de baixa tenso.

4% 4%

B Instalaes alimentadas por subestao de transformao ou transformador, a partir de uma instalao de alta tenso.

7% 7%

C Instalaes que possuam fonte prpria.

7% 7%

Tabela 3.4 Limites de Queda de Tenso (fonte: tabela 42 da NBR-5410/90).

Notas: 1) Nos casos B e C, as quedas de tenso nos circuitos terminais no devem ser superiores aos

valores indicados em A; 2) Nos casos B e C, quando as linhas principais de instalao tiverem um comprimento superior

a 100m, as quedas de tenso podem ser aumentadas de 0,005% por metro de linha superior a 100m, sem que no entanto, essa suplementao seja superior a 0,5%.

3) Quedas de tenso maiores que as da tabela acima, so permitidas para equipamentos com corrente de partida elevada, durante o perodo de partida, desde que dentro dos limites permitidos em suas normas respectivas.

Faixas

Sistemas Diretamente Aterrados Sistemas no Diretamente

Aterrados

Corrente Aterrada Corrente Contnua Corrente Alternada

Corrente Contnua

Entre fase e terra

Entre fases Entre plo e

terra Entre plos Entre fases Entre plos

I U < 50 U < 50 U < 120 U < 120 U < 50 U < 120

II 50< U< 600 50 < U < 1000 120 < U < 900 120 < U < 1500 50 < U < 1000 120 < U < 1500 Tabela 3.5 Faixas de Tenso (em Volts) Fonte: Anexo A - NBR 5410/90

29

Equivalncia Prtica AWG/MCM x Srie Mtrica Considerando PVC/60C x PVC/70C

PVC/60C EB ABNT PVC/70C NBR 6148 ABNT AWG/MCM Ampres Srie Mtrica Ampres

22 3,5 0,30 3,5

20 6,0 0,50 6,0

18 10,0 0,75 9,0

16 13 1 12,0

14 15 1,5 15,5

12 20 2,5 21

10 30 4 28

8 40 6 36

6 55 10 50

4 70 16 68

2 95 25 89

1 110 35 111

1/0 125 50 134

2/0 145

3/0 165 70 171

4/0 195

250 215 95 207

300 240 120 239

350 260 150 272

400 280

500 320 185 310

600 355 240 364

700 385

750 400

800 410 300 419

900 435

1000 455

400 502

500 578

Tabela 3.6 Equivalncia prtiva AWG/MCM x Srie Mtrica

Caractersticas dos Cabos de Alumnio

Conduto

res

de c

obre

equiv

ale

nte

(m

m2) Peso (Kg/Km)

Condutores de Alumnio

Seo (mm2) Fios

Cabos CA (Alumnio)

Cabos CAA (Alumnio com alma de ao)

1 2,71 2,96 -- 0,75

1,5 4,05 4,30 -- 1

2,5 6,76 7,08 -- 1,5

4 10,81 11,32 -- 2,5

6 16,22 16,88 -- 4

10 27,03 27,90 41,02 6

16 43,25 44,78 65,16 10

25 67,58 70,10 101,81 16

35 94,61 97,97 122,22 25

50 -- 139,13 204,54 35

70 -- 195,63 285,27 50

95 -- 265,93 388,00 70

120 -- 333,40 486,10 95

150 -- 416,89 609,59 95

185 -- 513,78 752,03 120

240 -- 669,27 976,53 150

300 -- 833,65 1.217,58 185

400 -- 1.114,03 1.524,63 240

500 -- 1.391,58 1.903,16 300

630 -- 1.749,54 2.380,28 400

800 -- 2.224,08 3.024,72 500

1.000 -- 2.790,59 -- 630

Tabela 3.7 Caractersticas dos Cabos de Alumnio

30

Ref. Descrio

A 1 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto embutido em parede termicamente isolante

2 Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em parede isolante.

3 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em letroduto contido em canaleta fechada.

B 1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente.

2 Condutores isolados ou cabos unipolares em calha.

3 Condutores isolados ou cabos unipolares em moldura.

4 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabos multipolares em eletroduto contido em canaleta aberta ou ventilada.

5 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto embutido em alvenaria.

6 Cabos unipolares ou cabo multipolar contido(s) em blocos alveolados.

C 1 Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente fixados em parede ou teto.

2 Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em alvenaria.

3 Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta aberta ou ventilada.

4 Cabo multipolar em eletroduto aparente.

5 Cabo multipolar em calha

D 1 Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo.

2 Cabos unipolares ou cabo multipolar enterrado(s) (diretamente) no solo.

3 Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta fechada.

E - Cabo multipolar ao ar livre.

F - Condutores isolados e cabos unipolares agrupados ao ar livre.

G - Condutores isolados e cabos unipolares espaados ao ar livre.

H - Cabos multipolares em bandejas no perfuradas ou em prateleiras.

J - Cabos multipolares em bandejas perfuradas.

K - Cabos multipolares em bandejas verticais perfuradas.

L - Cabos multipolares em escadas para cabos ou em suportes.

M - Cabos unipolares em bandejas no perfuradas ou em prateleiras.

N - Cabos unipolares em bandejas perfuradas.

P - Cabos unipolares em bandejas verticais perfuradas.

Q - Cabos unipolares em escadas para cabos ou em suportes.

Tabela 3.8 Tipos de linhas eltricas Fonte: Tabela 27 - NBR-5410/90

O dimensionamento de condutores considerando a queda de tenso, feito atravs da seguinte

equao: onde: Vunit = valor da queda de tenso unitria (V/Akm);

e = queda de tenso normalizada (veja figuras 3.1,3.2 e tabela 3.4);

= comprimento do trajeto do circuito (km); Ip = corrente de projeto (A).

Para determinar o condutor adequado, pelo critrio da queda de tenso, seguimos o roteiro a seguir: a) determinar qual a maneira de instalar (tabela 3.8); b) material do eletroduto (magntico ou no magntico); c) tipo do circuito (monofsico, bifsico ou trifsico); d) calcular a corrente de projeto (lp); e) medir o comprimento do trajeto do circuito (Km) f) tipo de isolao do condutor: PVC, XLPE ou EPR; g) tenso nominal do circuito (V); h) queda de tenso admissvel normalizada (e%, figuras 3.1, 3.2 ou tabela 3.4).

Aps calculado o valor da queda de tenso unitria ( Vunit),consultamos as tabelas de quedas de tenso dos condutores (tabelas 3.9, 3.10, 3.11) e verificamos qual condutor possui o valor mais prximo inferior.Este o condutor mais adequado, pois oferece uma queda de tenso menor que a mxima permitida calculada ( Vunit).

Para certificar-se que o condutor realmente adequado para determinada carga, deve-se verificar a capacidade de conduo do mesmo (tabelas 3.12, 3.13, 3.14 ou 3.15) dependendo das condies de instalao deste condutor e comparando com a corrente de projeto calculada.

pI*

U*eVunit

[V/A . Km]

31

Tabela 3.9 Queda de Tenso Unitria, em Volt/Ampre.Km, Condutores com Isolao em PVC (Cortesia: Siemens S/A)

Notas: a) As dimenses do eletroduto e da calha fechada adotadas, so tais que a rea dos fios ou cabos

no ultrapasse 40% da rea interna dos mesmos (taxa de ocupao 40%). b) Nos blocos alveolados, s devem ser usados cabos vinil 0,6/1kV. c) Aplicvel fixao direta parede ou teto, calha aberta, ventilada ou fechada, poo, espao de

construo, bandeja, prateleira, suportes sobre isoladores e linha area. d) Aplicvel tambm aos condutores isolados, por exemplo, fios e cabos noflam BWF sobre

isoladores e em linha area. e) Os valores tabelados so para fios e cabos com condutores de cobre. Exemplo 2: dimensione os condutores do circuito do exemplo 1, pelo critrio da queda de tenso. Soluo: seguindo o roteiro de clculo dado, temos:

32

a) forma de instalao dos cabos (consulte a tabela 3.8): maneira B-5; b) material do eletroduto: PVC no magntico; c) tipo do circuito: trifsico d) corrente de projeto (Ip): 114,10A (calculada no exemplo 1); e) comprimento do trajeto: 6Om O,060km; f) isolao do condutor: PVC; g) tenso nominal do circuito: 220VFF h) queda de tenso admissvel: atravs da Figura 3.2, obtemos o valor normalizado pela

COPEL, que e% = 2%. O clculo da queda de tenso uniria (Vunit) ser:

Km.A/Km64,010,114*06,0

220*02,0

I*

U*eVunit

p

Escolha.dos condutores: - pela tabela 3.9, coluna "eletroduto, calha fechada, bloco alveolado (material no magntico)", sistema trifsico, FP = 0,8 (valor mais prximo) obtemos o valor imediatamente inferior ao calcu/ado:

Vunit = 0,55 V/Akm para o cabo de 70mm2 Concluso:

- pelo mtodo da ampacidade obtemos um cabo de 95mm2, porm pelo critrio da queda de

tenso obtemos o cabo de 70mm2. Portanto, utilizaremos o maior cabo que ser de 95mm

2 para as

fases. Pela tabela 3.20 verificamos a bitola do condutor neutro que, neste caso, pode ser 5Omm2. O

condutor de proteo (terra) obtido pela tabela 3.21 e ser de seo 50mm2.

Exerccios Propostos 01-Dimensione os condutores, pelos critrios da ampacidade e da queda de tenso, para um chuveiro eltrico (circuito Nl), 5400VA, 127V, condutores instalados em eletroduto de PVC rgido a uma distncia de 30m do QDG, temperatura de trabalho de 40C e isolamento dos cabos de XLPE.

02-Dimensione os condutores, pelos critrios da ampacidade e da queda de tenso, 1Erd um aplfelho condicionador de ar (circuito NOJ), 4500V A, 220VFF ecos

33

Seo

Nominal (mm

2)

Cabos Unipolares Cabos Tripolares Cabos Quadripolares

FP = 0,80 FP = 0,90 FP = 0,80 FP = 0,90 FP = 0,80 FP = 0,90

1,5 21,54 24,16 21,52 24,15 21,49 24,12

2,5 13,25 14,84 13,23 14,82 13,20 14,80

4 8,30 9,27 8,28 9,26 8,26 9,23

6 5,59 6,22 5,57 6,21 5,55 6,20

10 3,38 3,74 3,36 3,72 3,33 3,71

16 2,17 2,38 2,15 2,37 2,13 2,35

25 1,42 1,54 1,40 1,53 1,38 1,51

35 1,06 1,14 1,04 1,12 1,02 1,11

50 0,81 0,86 0,80 0,85 0,78 0,84

70 0,60 0,62 0,58 0,61 0,57 0,60

95 0,46 0,47 0,45 0,46 0,43 0,45

120 0,39 0,39 0,38 0,38 0,36 0,37

150 0,34 0,33 0,32 0,32 0,31 0,32

185 0,30 0,29 0,28 0,27 0,27 0,27

240 0,25 0,24 0,24 0,23 0,23 0,22

300 0,22 0,21 0,21 0,20 0,20 0,19

400 0,20 0,18 0,19 0,17 - -

500 0,18 0,16 0,17 0,16 - -

Tabela 3.10 Queda de Tenso unitria, em Volt/Ampre.Km, condutores com isolao em XLPE. (Cortesia: Siemens S/A)

Seo

Nominal (mm

2)

Cabos unipolares Cabos Tripolares Cabos Quadripolares

FP = 0,80 FP = 0,90 FP = 0,80 FP = 0,90 FP = 0,80 FP = 0,90

1,5 21,53 24,15 21,52 24,14 21,48 24,11

2,5 13,24 14,83 13,23 14,82 13,19 14,80

4 8,29 9,27 8,28 9,25 8,24 9,23

6 5,59 6,22 5,57 6,21 5,54 6,19

10 3,37 3,73 3,35 3,72 3,33 3,70

16 2,16 2,38 2,15 2,37 2,12 2,35

25 1,42 1,54 1,40 1,53 1,38 1,51

35 1,05 1,13 1,03 1,12 1,02 1,11

50 0,81 0,86 0,79 0,85 0,77 0,83

70 0,60 0,62 0,58 0,61 0,56 0,60

95 0,46 0,47 0,44 0,46 0,43 0,45

120 0,39 0,39 0,37 0,38 0,36 0,37

150 0,34 0,33 0,32 0,32 0,31 0,31

185 0,29 0,28 0,28 0,27 0,27 0,27

240 0,25 0,24 0,24 0,22 0,23 0,22

300 0,22 0,21 0,21 0,20 0,20 0,19

400 0,20 0,18 0,19 0,17 - -

500 0,18 0,16 0,17 0,15 - -

Tabela 3.11 Queda de Tenso Unitria, em Volt/Ampre.Km, condutores com isolao em EPR. (Cortesia: Siemens S/A)

34

Condutores e cabos isolados de XLPE ou EPR, cobre ou alumnio;

2 e 3 condutores carregados;

Temperatura no condutor: 90C

Temperatura ambiente: 30C para instalao no enterrada e 20C para instalao enterrado.

Sees

Nominais (mm

2)

Maneiras de instalar

A B C D

2 condutores carregados








Cobre

1,0 15 13,5 18 16 19 17 21 17,5

1,5 19 17 23 20 24 22 26 22

2,5 26 23 31 27 33 30 34 29

4 35 31 42 37 45 40 44 37

6 45 40 54 48 58 52 56 46

10 61 54 74 66 80 71 73 61

16 81 73 100 89 107 96 95 79

25 106 95 133 117 138 119 121 101

35 131 117 164 144 171 147 146 122

50 158 141 198 175 210 179 173 144

70 200 179 254 22 269 229 213 178

95 241 216 306 269 328 278 252 211

120 278 249 354 312 282 322 287 240

150 318 285 412 367 441 371 324 271

185 362 324 470 418 506 424 363 304

240 424 380 553 492 599 500 419 351

300 486 435 636 565 693 576 474 396

Alumnio

10 48 43 58 52 62 57 56 47

16 64 58 79 71 84 76 73 61

25 84 76 105 93 101 90 93 78

35 103 94 131 116 126 112 112 94

50 125 113 158 140 154 136 132 112

70 158 142 200 179 198 174 163 138

95 191 171 242 216 241 211 193 164

120 220 197 281 250 280 245 220 186

150 253 226 321 286 324 238 249 210

185 288 256 366 327 371 323 279 236

240 338 300 430 384 439 382 321 272

300 387 345 495 442 507 440 364 308

Tabela 3.12 Capacidade de Conduo de Corrente, em Ampres, para as Maneiras de instalar A, B, C e D da Tabela 3.8. Fonte: Tabela 31 - NBR-5410/90.

35

Condutores e cabos isolados de PVC, cobre ou alumnio;

2 e 3 condutores carregados;

Temperatura no condutor

Sees Nominais

(mm2)

Maneiras de instalar

A B C D

2 condutores

carregados

3 condutores

carregados

2 condutores

carregados

3 condutores

carregados

2 condutores

carregados

3 condutores

carregados

2 condutores

carregados

3 condutores

carregados

Cobre

1,0 11 10,5 13,5 12 15 13,5 17,5 14,5

1,5 14,5 13 17,5 15,5 19,5 17,5 22 18

2,5 19,5 18 24 21 26 24 29 24

4 26 24 32 28 35 32 38 31

6 34 31 41 36 46 41 47 39

10 46 42 57 50 63 57 63 52

16 61 56 76 68 85 76 81 67

25 80 73 101 89 112 96 104 86

35 99 89 125 111 138 119 125 103

50 119 108 151 134 168 144 148 122

70 151 136 192 171 213 184 183 151

95 182 164 232 207 258 223 216 179

120 210 188 269 239 299 259 246 203

150 240 216 309 275 344 294 278 230

185 273 248 353 314 392 341 312 257

240 320 286 415 369 461 403 360 297

300 367 328 472 420 530 464 407 336

Alumnio

10 36 32 44 39 49 44 48 40

16 48 43 59 53 66 59 62 52

25 63 57 79 69 83 73 80 66

35 77 70 98 86 103 91 96 80

50 93 84 118 105 125 110 113 94

70 118 107 150 133 160 140 140 117

95 142 129 181 161 195 170 166 138

120 164 149 210 186 226 197 189 157

150 189 170 241 215 261 227 213 178

185 215 194 274 246 298 259 240 200

240 252 227 323 289 352 305 277 230

300 289 261 361 332 406 351 313 260

Tabela 3.13 Capacidade de Conduo de Corrente, em Ampres, para Maneiras de Instalar A, B, C e D da da Tabela 3.8. Fonte: Tabela 31 - NBR-5410/90.

36

Condutores e cabos isolados de EPR ou XLPE; cobre ou alumnio;

Temperatura no condutor: 90C;

Temperatura ambiente: 30C

Maneiras de Instalar

Cabos Multipolares Cabos Unipolares

E E F F F G G

Sees Nominais

(mm2)

Cabos

bipolares

Cabos

Tripolares e Tetrapolares

2 cond. Isolados ou

2 cabos unipolares

3 cond. isol.ou cabos

unipolares em triflio 3 condutores isolados ou 3 cabos

unipolares

1 2 3 4 5 6 7

COBRE

1,5 26 23 27 21 22 30 25

2,5 36 32 37 29 31 41 35

4 49 42 50 40 42 56 48

6 63 54 65 52 55 73 63

10 86 75 90 74 77 101 88

16 115 100 121 101 105 137 120

25 149 127 161 135 141 182 161

35 185 157 200 169 176 226 201

50 225 192 242 207 215 275 246

70 289 246 310 268 279 353 318

95 352 298 377 328 341 430 389

120 410 346 437 382 395 500 454

150 473 399 504 443 462 577 527

185 542 456 575 509 531 661 605

240 641 538 679 604 631 781 719

300 741 620 783 699 731 902 833

ALUMNIO

10 67 58 66 56 58 75 65

16 91 77 90 76 79 103 80

25 108 97 121 103 107 138 122

35 135 120 150 129 135 172 153

50 164 147 184 159 165 310 188

70 211 187 237 209 215 351 246

95 257 227 289 253 264 332 300

120 300 263 337 296 308 387 351

150 346 302 389 343 358 448 408

185 397 346 447 395 413 515 470

240 470 409 530 471 492 611 561

300 543 471 613 547 571 708 652

Tabela 3.14 Capacidade de Conduo de Corrente, em Ampres, para as Maneiras de Instalar E, F e G da Tabela 3.8. Fonte: Tabela 33 da NBR-5410/90.

Condutores e cabos isolados de PVC; cobre ou alumnio;

Temperatura no condutor: 70C

Temperatura ambiente: 30C

37

Maneiras de Instalar

Cabos Multipolares Cabos Unipolares

E E F F F G G

Sees Nominais

(mm2)

Cabos bipolares

Cabos Tripolares e Tetrapolares

2 cond. Isolados ou 2 cabos unipolares

3 cond. isol.ou cabos unipolares em triflio

3 condutores isolados ou 3 cabos unipolares

1 2 3 4 5 6 7

COBRE

1,5 22 18,5 23 19 19 26 22

2,5 30 25 31 26 26 35 30

4 40 34 42 35 36 47 41

6 51 43 53 45 46 60 52

10 70 60 71 60 62 81 70

16 94 80 95 81 83 108 94

25 119 101 131 110 114 146 130

35 148 126 162 137 143 181 162

50 181 153 196 167 174 219 197

70 232 196 251 216 225 281 254

95 282 238 304 364 275 341 311

120 328 276 352 307 320 396 362

150 379 319 406 356 371 456 419

185 434 364 463 407 426 521 480

240 513 430 546 482 504 615 569

300 594 497 629 556 582 709 659

ALUMNIO

10 54 45 54 46 47 62 54

54 73 61 73 62 65 84 73

25 89 78 98 84 87 112 99

35 111 96 122 105 109 139 124

50 135 117 149 128 133 169 152

70 173 150 192 166 173 217 196

95 210 182 253 203 212 265 241

120 244 212 273 237 247 308 282

150 282 245 316 274 287 356 326

185 322 280 363 315 330 407 376

240 380 330 430 375 392 482 447

300 439 381 497 434 455 557 519

Tabela 3.15 Capacidades de Conduo de Corrente, em Ampres, para as Maneiras de Instalar E, F e G da Tabela 3.8. Fonte: Tabela 32 - NBR-5410/90.

Nmero de Circuitos

Distncia entre cabos (A) (a)

Nula 1 dimetro de

cabo 0,125m 0,25m 0,5m

2 0,75 0,80 0,85 0,90 0,90

3 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85

4 0,60 0,60 0,70 0,75 0,80

5 0,55 0,55 0,65 0,70 0,80

6 0,50 0,55 0,60 0,70 0,80

Tabela 3.16 Fatores de Agrupamento (FCA) para mais de um Circuito Cabos Unipolares ou Cabos Multipolares Diretamente Enterrados (Maneiras de Instalar D da Tabela 3.8).Fonte: Tabela 36 - NBR 5410/90

38

a) Cabos multipolares em eletrodutos; 1 cabo por eletroduto.

Nmero de Circuitos

Espaamento entre Dutos (A) (a)

Nulo 0,25m 0,5m 1,0m

2 0,85 0,90 0,95 0,95

3 0,75 0,85 0,90 0,95

4 0,70 0,80 0,85 0,90

5 0,65 0,80 0,85 0,90

6 0,60 0,80 0,80 0,90

b) Condutores isolados ou cabos unipolares em eltrodutos.

Nmero de Circuitos (2 ou 3 cabos)

Espaamento entre Dutos (A) (a)

Nulo 0,25m 0,5m 1,0m

2 0,80 0,90 0,90 0,95

3 0,70 0,80 0,85 0,90

4 0,65 0,75 0,80 0,90

5 0,60 0,70 0,80 0,90

6 0,60 0,70 0,80 0,90 Tabela 3.17 Fatores de Agrupamento (FCA) para mais de um Circuito Cabos em Eletrodutos Diretamente Enterrados. Fonte: Tabela da NBR 5410/90

Bandejas no

perfuradas ou

prateleiras

H

N de bandejas prateleiras ou

camadas de suportes

Nmero de Cabos

1 2 3 4 5 6

1 0,95 0,85 0,8 0,75 0,7 0,7

2 0,95 0,85 0,75 0,75 0,7 0,65

3 0,95 0,85 0,75 0,7 0,65 0,6

1 1 0,95 0,95 0,95 0,9 -

2 0,95 0,95 0,9 0,9 0,85 -

3 0,95 0,95 0,9 0,9 0,85 -

Bandejas Perfuradas

J

1 1 0,9 0,8 0,8 0,75 0,75

2 1 0,85 0,8 0,75 0,75 0,7

3 1 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65

1 1 1 1 0,95 0,9 -

2 1 1 0,95 0,9 0,85 -

3 1 1 0,95 0,9 0,85 -

Bandejas Verticais

Perfuradas K

1 1 0,9 0,8 0,75 0,75 0,7

2 1 0,9 0,8 0,75 0,7 0,7

1 1 0,9 0,9 0,9 0,85 -

2 1 0,9 0,9 0,85 0,85 -

Escadas para Cubos

ou Suportes

L

1 1 0,85 0,8 0,8 0,8 0,8

2 1 0,85 0,8 0,8 0,75 0,75

3 1 0,85 0,8 0,75 0,75 0,7

1 1 1 1 1 1 -

2 1 1 1 0,95 0,95 -

3 1 1 1 0,95 0,95 - Tabela 3.18 Fatores de Correo (FCA) para o Agrupamento de mais de um Cabo Multipolar em Bandeja, prateleira ou suporte. Fonte: Tabela 38 da NBR 5410/90.

39

Bandejas no perfuradas ou

prateleiras M

N de bandej

projetos elétricos

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