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Projetos Elétricos Industriais

PROJETOS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS

Professor Saimon Miranda Fagundes 1

FIOS E CABOS


CONDUTORES ELÉTRICOS

CondutorDenominação genérica de elementos metálicos, geralmente de

forma cilíndrica com a função específica de transmitir energia esinais elétricos.

Fio


FioProduto metálico de qualquer seção maciça, de comprimento

maior do que a maior dimensão da seção transversal.O fio é um corpo metálico de metal estirado, usualmente de

forma cilíndrica e seção circular, com ou sem isolação.Podem ser usados diretamente como condutores elétricos ou

podem ser produtos semi-acabados para fabricação de cabos.


CONDUTORES ELÉTRICOS

CaboEste termo serve para designar um conjunto de fios

encordoados, não isolados entre si, com ou sem isolação externa.Sua principal vantagem em relação ao fio é a maior flexibilidade.

Os cabos podem ser


Os cabos podem ser•Unipolares•Multipolares•Condutores encordoados•Constituído por um conjunto de fios dispostos helicoidalmente,•não isolados entre si.


CONDUTORES ELÉTRICOSFios e Cabos



PROPRIEDADESPropriedades físicasA mais importante é a leveza, visando a redução das cargas

mecânicas nos apoios.

Propriedades térmicas


Capacidade calorífica elevada e boa condutividade térmicapara uma melhor e mais rápida dissipação com o meio ambientedo calor gerado pelo efeito Joule.

Propriedades químicasBoa resistência à ação dos agentes atmosféricos como ar,

água, gases, etc. E aos reagentes químicos Ácidos, bases esais.


PROPRIEDADESPropriedades mecânicas

Alta resistênciaTraçãoFlexãoChoque


Deve ser bem dúctil e maleávelPropriedades elétricas

Resistividade, a mais baixa quanto possível para uma reduçãodo efeito joule e da queda de tensão.

É necessário considerar a natureza econômica, o materialdeve apresentar boas condições de oferta comercial.Condutores mais usados: cobre e alumínio e suas respectivasligas com outros metais.


PROPRIEDADESSeção Nominal

Fios e cabos são caracterizados por sua seção nominal.

Seção do fio corresponde à seção transversal do fio.


Seção de um cabo formado por n fios corresponde à somadas seções dos fios soma das seções dos fios.

A seção se refere apenas à parte condutora, sem considerarisolação ou camada protetora.


Seção Nominal



APRESENTAÇÃO DOS CONDUTORESNusNão possuem qualquer revestimento ou camada protetora de material

isolante.IsoladosPossuem qualquer revestimento ou camada protetora de isolaçãoA isolação é a parte que mais influencia na escolha do tipo de um fio ou

cabo a ser especificado para um sistema elétrico, quer seja pelas suas


cabo a ser especificado para um sistema elétrico, quer seja pelas suascaracterísticas elétricas, mecânicas e químicas requeridas para o materialdielétrico, quer seja pelas condições de instalação (aéreas, subterrâneas,eletrodutos, etc.), quer seja pelo aspecto econômico.

Os materiais isolantes usados para fios e cabos podem ser:•Dielétricos estratificados•Dielétricos sólidos


APRESENTAÇÃO DOS CONDUTORESDIELÉTRICOS ESTRATIFICADOS

A palavra “estratificado” deriva do latim e significa “camada”.Dielétricos estratificados são constituídos por fitas de papel ou

de outro material isolante laminado, aplicados firmemente sobre ocondutor, sob a forma de sucessivas camadas.

O papel ou produto laminado é impregnado com óleo isolante


O papel ou produto laminado é impregnado com óleo isolanteou com outro fluido impregnante adequado e revestido por umacapa de chumbo.

Evita a fuga do fluido isolante.Penetração da umidade.



Os cabos assim constituídos são largamente utilizados.Óleo impregnante pode ser aplicado sem ou com pressão.No primeiro caso seu uso é limitado até 25kV e apresenta os

seguintes inconvenientes.


•São muito pesados e pouco flexíveis•Limitações de uso quanto a desníveis ao longo da rota•Migração do óleo•Custo elevado



Para tensões superiores a 25kV e até 350/400kV se usamdispositivos especiais, mantêm o cabo à baixa ou alta pressão doóleo impregnante e também de gases inertes (tais comonitrogênio) no interior do cabo.


Porém na prática, estescabos são pouco utilizados,ficando restritos a aplicaçõesespecíficas, como poços deperfuração de petróleo.


APRESENTAÇÃO DOS CONDUTORESDIELÉTRICOS SÓLIDOS

São polímeros aplicados diretamente sobre o condutor ou sobrea blindagem por extrusão.

Classificação em função do comportamento térmico eMecânico.

TermoplásticosQuando submetidos a uma elevação de temperatura amolecem,


Quando submetidos a uma elevação de temperatura amolecem,perdem suas características mecânicas e retornam ao seu estadode fluidez e plasticidade originais.

Polietileno linear (PE), cloreto de polivinila (PVC).TermofixosMantêm-se estáveis a temperaturas mais elevadasA temperaturas acima do limite admissível se carboniza sem

sofrer amolecimento. Polietileno reticulado (XLPE), borrachaetileno-propileno (EPR).


ASPECTOS CONSTRUTIVOS DOSCABOS DE FORÇA

•Condutor•Primeira camada semicondutora(Blindagem do condutor)•Isolação•Segunda camada semicondutora


•Segunda camada semicondutora(Blindagem da isolação)•Blindagem de cobre•Armação•Cobertura



Blindagem dos condutoresNos casos dos cabos de média e alta tensão o condutor central

é revestido com uma camada de material condutor não metálico(também chamado de primeira camada semicondutora)

Principais finalidades


Principais finalidades•Dar uma forma perfeitamente cilíndrica ao condutor•Prover uma distribuição radial e simétrica do campo•Eliminar os espaços vazios entre o condutor e a isolação•Evitar a criação de arcos-voltaicos devido ao campo elétrico docondutor.



Blindagem da isolaçãoIgualmente nos cabos de média e alta tensão, se aplica sobre aisolação uma blindagem.

Principais finalidades


Principais finalidades•Prover uma distribuição radial e simétrica do campo elétrico.•Proporcionar uma capacitância uniforme entre o condutor e o•Terra.•Escoamento de correntes de fuga, induzidas e de curto-circuito.



CoberturaTem função de dar proteção ao núcleo do cabo durante

instalação e vida útilDeve ser mecânica e quimicamente compatível com as

condições ambientais do local onde o cabo será instalado.Requisitos


Requisitos•Impermeabilidade•Resistência à abrasão e ao impacto•Estabilidade térmica•Flexibilidade•Resistência aos ataques dos agentes químicos e atmosféricos

Principais materiaisPVC, polietileno linear (PE), neoprene.


Fabricação



CABOS DE CONTROLEOs cabos de controle

são empregados noscircuitos de comando,controle e sinalização deequipamentos elétricos


em geral


FIOS MAGNÉTICOSSão utilizados nos enrolamentos das máquinas elétricas

rotativas, transformadores, relés, etc.O condutor mais utilizado é o cobre eletrolítico recozido.Isolação de papel, impregnado com verniz ou óleo mineral

isolante, ou uma combinação dos três elementos, dependendo datensão envolvida.


tensão envolvida.Isolação de seda ou tecidos sintéticos compostos

(polímero/mica) impregnados ou esmaltados.


CABOS NUS - COBRECabos nus de cobre são muito utilizados em aterramentos

elétricos.Podem ser utilizados em outras instalações onde não há risco

de choque elétrico, em instalações com extra-baixa tensão, porexemplo.

Também podem ser utilizados em subestações, onde a mesma


Também podem ser utilizados em subestações, onde a mesmajá é construída visando a segurança.


CABOS NUS - ALUMÍNIONas linhas aéreas se utilizam cabos nus de cobre duro ou de

alumínio reforçado com alma de aço (tipo CAA ou ACSR), sendoeste último o mais largamente empregado.AAC – All AluminiumAlloy ConductorACSR – Aluminium Conductor Steel Reinforced



CABOS NUS - ALUMÍNIO



NOVAS TECNOLOGIASCabos Bimetálicos de Aço Cobre

•Excelente desempenho elétrico e mecânico;•Até 50 % mais barato no preço por metro;•Mesmas dimensões;•Desestimula o furto;


•Desestimula o furto;•10% mais leve

APLICAÇÕES

Aterramentos e malhas para subestações, equipamentos einstalações elétricas residenciais e prediais em geral.


NOVAS TECNOLOGIASCabo Bimetálico de Aço/AlumínioBasicamente utilizado em redes de distribuição como uma

melhoria no condutor de neutro, que pode pode vir a ser utilizadocom suporte dos demais cabos ou em grandes vãos.

Tecnologia relativamente nova, podendo haver novas funções.



NOVAS TECNOLOGIASCabos de Silicone

- Temperatura de trabalho -70ºC a 300ºC.- Flexíveis a temperaturas inferiores a 0ºC (até -70ºC).-O silicone propicia boa resistência a ácidos, graxas e umidade.



DIMENSIONAMENTO DE CABOS -RESUMO

O dimensionamento dos condutores é feito com base nacorrente que irá passar por estes e outros fatores como fator deagrupamento, queda de tensão permitida, tipo de acionamento, tipode duto, ventilação, temperatura, frequência e tipo de cabo queserá utilizado como condutor.

Desta forma é necessário calcular a corrente de cada circuito e


Desta forma é necessário calcular a corrente de cada circuito emais uma série de considerações devem ser feitas para ter a bitolaexata do condutor a ser utilizado.

Muitas tabelas pré-definidas podem ser usadas paradimensionamento de condutores, não necessariamente as daNR5410, mas também de qualquer fabricante de cabos, bem comocabos específicos que não se encontram na norma, como cabos desilicone e outros.

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