projetos elétricos
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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.
Corrente nominal (A)
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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Tamanho Corrente nominal (A)
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
Tamanho Corrente nominal (A)
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:
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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)
Tipo Tamanho Corrente
nominal (A)
Tipo Tamanho Corrente
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
Corrente nominal (A)
Tipo Corrente nominal (A)
Tipo Corrente nominal (A)
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 Corrente nominal (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
Corrente nominal de servio/e
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
Corrente nominal de servio/e
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
65% da tenso nominal 0,65
50% da tenso nominal 0,50
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
3 condutores carregados
2 condutores carregados
3 condutores carregados
2 condutores carregados
3 condutores carregados
2 condutores carregados
3 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
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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
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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.
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39
Bandejas no perfuradas ou
prateleiras M
N de bandej
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