Apostila de Instalações Elétricas Prediais

Apostila de Instalações Elétricas Prediais

Profa. Enga. Teresa Cristina Botelho 2012 - Balneário Camboriú SENAI Balneário Camboriú – Instalações Elétricas Prediais 1

Conteúdo

1. Vamos conhecer alguns alguns conceitos básicos básicos da eletricidade eletricidade ................ ......................... ............. .... 4 Tensão e Corrente Elétrica ........................................................................... 4 Vamos entender melhor............................................................................... 4 Tensão elétrica ou diferença de potencial (ddp) .................. .......................... ................. ................. ........... ... 4 POTÊNCIA ELÉTRICA ................................................................................... 5 Trabalho Elétrico ........................................................................................... 7 2. Agora vamos conhecer conhecer a simbologia de projetos elétricos ................ ......................... ............. .... 9 a)

Simbologia de Condutores, eletrodutos e cabos: cabos: ................. ......................... ................ .........10 .10

c)

Simbologia Simbol ogia de tomadas ........................................... ...................... ........................................... ..........................10 ....10

d)

Simbologia Simbol ogia de Iluminação Iluminaçã o........................................ ................... ............................................ ..........................11 ...11

e)

Simbologia para quadros de distribuição............ distribuição.................... ................. ................. ................ .........11 .11

f)

Simbologia Simbol ogia de Interruptores Interru ptores ............................................ ...................... ........................................1 ..................12 2

3. Esquemas Esque mas elétricos................. elétri cos...................................... ............................................ ............................................ .....................12 12 Esquema funcional .....................................................................................12 Esquema Multifilar .....................................................................................13 Esquema Unifilar........................................................................................14 Observe...... ..............................................................................................14 Vamos praticar ... ......................................................................................15 4. Aprendendo a fazer emendas de condutores ................ ........................ ................. ................. ..............19 ......19 Emenda em derivação ................................................................................19 Emenda em linha cruzada ...........................................................................20 Emenda Rabo de Rato ................................................................................20 5. Levantamento das potências potências (cargas) a serem instaladas na residência .........22 .........22 Recomendações da NBR 5410 para o levantamento da carga de tomadas .........24 .........24 6. Padrão de cores dos condutores em uma uma instalação elétrica predial...............29 ...............29 7. Montagem de padrão (monofásico e trifásico) ................. ......................... ................. ................. ...........29 ...29 Esquema de ligação de um interruptor simples acionando uma lâmpada l âmpada ...........31 ...........31 Acionamento de duas lâmpadas com Interruptor de duas seções ............. .....................32 ........32 Esquema de ligação de tomadas padrão .......................................................34 SENAI Balneário Camboriú – Instalação Elétrica Predial 2

Conteúdo

1. Vamos conhecer alguns alguns conceitos básicos básicos da eletricidade eletricidade ................ ......................... ............. .... 4 Tensão e Corrente Elétrica ........................................................................... 4 Vamos entender melhor............................................................................... 4 Tensão elétrica ou diferença de potencial (ddp) .................. .......................... ................. ................. ........... ... 4 POTÊNCIA ELÉTRICA ................................................................................... 5 Trabalho Elétrico ........................................................................................... 7 2. Agora vamos conhecer conhecer a simbologia de projetos elétricos ................ ......................... ............. .... 9 a)

Simbologia de Condutores, eletrodutos e cabos: cabos: ................. ......................... ................ .........10 .10

c)

Simbologia Simbol ogia de tomadas ........................................... ...................... ........................................... ..........................10 ....10

d)

Simbologia Simbol ogia de Iluminação Iluminaçã o........................................ ................... ............................................ ..........................11 ...11

e)

Simbologia para quadros de distribuição............ distribuição.................... ................. ................. ................ .........11 .11

f)

Simbologia Simbol ogia de Interruptores Interru ptores ............................................ ...................... ........................................1 ..................12 2

3. Esquemas Esque mas elétricos................. elétri cos...................................... ............................................ ............................................ .....................12 12 Esquema funcional .....................................................................................12 Esquema Multifilar .....................................................................................13 Esquema Unifilar........................................................................................14 Observe...... ..............................................................................................14 Vamos praticar ... ......................................................................................15 4. Aprendendo a fazer emendas de condutores ................ ........................ ................. ................. ..............19 ......19 Emenda em derivação ................................................................................19 Emenda em linha cruzada ...........................................................................20 Emenda Rabo de Rato ................................................................................20 5. Levantamento das potências potências (cargas) a serem instaladas na residência .........22 .........22 Recomendações da NBR 5410 para o levantamento da carga de tomadas .........24 .........24 6. Padrão de cores dos condutores em uma uma instalação elétrica predial...............29 ...............29 7. Montagem de padrão (monofásico e trifásico) ................. ......................... ................. ................. ...........29 ...29 Esquema de ligação de um interruptor simples acionando uma lâmpada l âmpada ...........31 ...........31 Acionamento de duas lâmpadas com Interruptor de duas seções ............. .....................32 ........32 Esquema de ligação de tomadas padrão .......................................................34 SENAI Balneário Camboriú – Instalação Elétrica Predial 2

Esquema de ligação de interruptores paralelos para acionamento de lâmpadas .35 Interruptor paralelo + intermediário ......... .................. ................. ................ ................ ................. ................. ..........36 ..36 Instalação de uma campainha ou cigarra ......................................................38 Esquema de instalação para acionamento de uma lâmpada através de um relé fotoelétrico ...............................................................................................39 Instalação de duas lâmpadas fluorescentes de 40w com reator duplo do tipo partida parti da rápida......................................... .................... ........................................... ............................................ .............................39 .......39 Instalação dimmer .....................................................................................41 Instalação boia elétrica ...............................................................................41 Esquema de ligação li gação do acionamento de uma lâmpada com um Relé Rel é de Impulso 43 8. Referências Refer ências Bibliográficas Bibliog ráficas ............................................ ...................... ........................................... .............................44 ........44

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1. Vamos conhecer alguns conceitos básicos da eletricidade Tensão e Corrente Elétrica

Nos fios, existem partículas invisíveis chamadas elétrons livres, que estão em constante movimento de forma desordenada. Para que estes elétrons livres livre s passem a se movimentar de forma ordenada, nos fios, é necessário ter uma força que os empurre. A esta força é dado o nome de tensão elétrica (V). A unidade da tensão elétrica é o VOLT VOLT,, representado pela letra V maiúscula. Esse movimento ordenado dos elétrons livres nos fios, fios, provocado provocado pela ação da tensão, forma uma corrente de elétrons. Essa E ssa corrente de elétrons livres é chamada de corrente elétrica (I). (I). A unidade da corrente elétrica é o Ampére Ampére,, representado pela letra A maiúscula (A ( A)

Vamos entender melhor...

Tensão elétrica ou diferença de potencial (ddp) Observe a figura 1:

1. Os reservatórios A e B estão com o mesmo nível de água, não existindo diferença de potencial hidráulica (ddp) entre os mesmos; SENAI Balneário Camboriú – Instalação Elétrica Predial 4

2. Os reservatórios estão interligados por um tubo; 3. Abrindo o registro não haverá fluxo de água de um reservatório para o outro, pois não existe diferença de potencial. Já numa segunda situação, como mostra a figura abaixo, os tanques qtem níveis de águas diferentes, portanto existe diferença de potencial entre eles, então haverá levando essa ideia para nosso fio condutor, haveria passagem de elétrons de um tanque para o outro surgindo a corrente elétrica(I).

POTÊNCIA ELÉTRICA

A tensão elétrica faz movimentar os elétrons de forma ordenada, dando origem à corrente elétrica.


P = V x I Agora... qual é a unidade de medida da potência elétrica ?

A unidade de medida da potência ativa é o Watt (W).


Para ajudar a memorizar...

Trabalho Elétrico Ao ligarmos um motor elétrico a uma tensão, este será capaz de acionar uma máquina, executando trabalho. O trabalho elétrico do motor transforma-se em trabalho mecânico e em energia calorífica (efeito Joule). Trabalho é sempre uma forma de energia. Trabalho elétrico é energia elétrica. Exemplo de trabalho elétrico Um motor com a potência de 2 kW. Após uma hora de funcionamento, o consumo elétrico é de 2 kWh. Esse consumo elétrico é o trabalho elétrico induzido no motor. E é exatamente este consumo que deve ser pago ao fornecedor de eletricidade. Cálculo Podemos calcular o trabalho elétrico através da seguinte fórmula: Trabalho = Potência x Tempo

T=Pxt T=V.I.t Para calcular o preço do consumo elétrico residencial, (trabalho elétrico) multiplicamos o trabalho pelo preço por kWh.

Exemplos de cálculos Potência Um aquecedor elétrico de uma potência de 1.000 watts é ligado a uma tensão de 110 V. Qual a corrente no aquecedor? SENAI Balneário Camboriú – Instalação Elétrica Predial 7

solução

Vamos praticar... 1-

A potência de um chuveiro é de 4000 W. Tensão da rede é de 220 V. Calcule: a) A corrente I no chuveiro b) O fusível do circuito é para 30 A. Será possível ligar, ao mesmo tempo, mais um aparelho de 1,5 kW?

2 - A potência de uma máquina de lavar é de 2000 W. A tensão 110 W. Calcule: a) O consumo após 4 horas de funcionamento. b) Qual o fusível necessário no circuito? c) O preço para o funcionamento de 3 horas, com o kWh a R$ 20,00. 3 - Uma lâmpada de P = 100 W é ligada a uma V = 110 V. Calcule e responda: a) Qual a corrente? b) Será possível ligar, no mesmo circuito, um aquecedor de 2 kW, se o fusível for de 20 A

4 - Um aquecedor elétrico dissipa 240W quando ligado a uma bateria de 12V. A corrente que percorre a resistência é: a)( ) 0,050A

c) ( ) 1,67A

b) ( ) 0,60A

d) ( ) 20A

e) ( ) 2880A

5 - A figura abaixo mostra quatro passarinhos pousados em um circuito no qual uma bateria de automóvel alimenta duas lâmpadas.


Ao ligar-se a chave S, o passarinho que pode receber um choque elétrico é o de número: a) I b) II c) III d) IV 6 - Uma máquina de lavar louça industrial, tem uma potência de 2200 W. Sabendo que o custo de cada kWh é de R$ 0,1143/hora, determinar o preço a pagar, pela energia elétrica consumida durante uma semana, sabendo que a máquina trabalha, em média 6 horas por dia. 7 - O João tem na sua casa 10 lâmpadas elétricas, com uma potência de 60 W cada uma. Ao longo do mês, cada uma delas está acesa, em média, durante duas horas. Sabendo que, cada kWh custa R$ 0,1143/hora , determine: a) Qual o custo da energia eléctrica gasta durante o mês (considera que o mês é de 30 dias) ? b) Quanto pouparia o João nesse mês, se substituísse todas as lâmpadas, por outras equivalentes mas economicas (Potência de 12 W) ?

2. Agora vamos conhecer a simbologia de projetos elétricos Nesta área de instalações elétricas compete ao Eletricista apenas saber interpretar de forma correta a planta e executar o que está nela. A parte de cálculos e dimensionamento da obra e projeto cabe exclusivamente ao Engenheiro Eletricista ou Técnico devidamente cadastrado junto ao CREA (Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura). A seguir iremos abordar os tipos de diagramas e principalmente a simbologia, parte de extrema importância para a interpretação do projeto, você vera que é bastante simples.


a) Simbologia de Condutores, eletrodutos e cabos: Um condutor fase dentro de um eletroduto

Um condutor neutro dentro de um eletroduto

Um condutor terra dentro de um eletroduto Um condutor retorno dentro de um eletroduto

= 32 mm

5 x # 6 mm²

1 condutor neutro, 3 condutores fase e 1 condutor terra dentro de um eletroduto

1 condutor neutro, com área de 6 mm² 3 condutores fase, com área de 6 mm² e 1 condutor terra, com área de 6 mm², todos dentro de um eletroduto com diâmetro de 32 mm (1 1/4 ")

Eletroduto embutido no teto ou na parede

Eletroduto embutido no piso

Cabo coaxial

Eletroduto flexivel

Cabo blindado

Cabo com blindagem aterrada

b) Simbologia de Cargas especiais:

5 kW

Carga especial, com potência de 5 kW.

Ckt nº c) Simbologia de tomadas 300 W Ckt nº

Tomada comum, instalada a 25 cm do piso acabado

600 W Ckt nº

Tomada especial (cozinha, área de serviço), instalada a 25 cm do piso acabado

300 W Ckt nº


600 W Ckt nº


300 W Ckt nº


600 W Ckt nº



d) Simbologia de Iluminação 100 W Ckt nº

100 W Ckt nº

2 x 40 W Ckt nº

Ponto de luz incandescente ou fluorecente eletrônica de 100 W, no teto.

100 W Ckt nº

Ponto de luz incandescente ou fluorecente eletrônica de 100 W, embutido no teto.

Ponto de luz incandescente ou fluorecente eletrônica de 100 W, na parede (arandela).

Ponto de luz fluorescente de 2 x 40 W, no teto.

2 x 40 W Ckt nº

Ponto de luz fluorescente de 2 x 40 W, embutido no teto.

e) Simbologia para quadros de distribuição


f) Simbologia de Interruptores

Para mais detalhes sobre a simbologia de elementos de uma instalação elétrica predial, consulte a norma NBR 5444.

3.

Esquemas elétricos

Os projetos elétricos em baixa tensão devem ser utilizados, esquemas de ligação, onde as ligações são desenvolvidas através de símbolos. Os esquemas utilizados em instalações elétricas de baixa tensão são dos esquemas: funcional, multifilares e unifilares. Para apresentação destes esquemas utilizaremos um interruptor uma lâmpada.

Esquema funcional Apresenta todo o sistema elétrico e permite interpretar, com clareza e rapidez, o funcionamento ou sequencia funcional dos circuito.


Esquema Multifilar Representa do o sistema elétricos, com todos os seus condutores e detalhes onde cada traço representa um cabo e a simbologia utilizada fica restrita aos aparelhos de utilização. Para um melhor entendimento vamos tomar como exemplo o circuito de uma lâmpada acionada por um interruptor:


Esquema Unifilar

Baseado neste circuito apresentado no item acima podemos desenhar o diagrama unifilar do circuito representado acima, onde os traços de fase (R1) e neutro(N1) são oriundos de um quadro de luz. Sempre deve-se interromper a fase do circuito através do interruptor.

Observe......


Vamos praticar ...

Identifique os pontos de consumo, condutores, caixa de distribuição, interruptores e tomadas, tipo e potência das lâmpadas das plantas a seguir:




Observe a Planta a seguir e responda:

a) Quantos quadros de luz há na planta e quais os tipo(s) desse(s) quadro(s)? b) Quantas luminárias fluorescentes foram pedidas nesta planta? Onde estão localizadas? c) Existe alguma tomada de uso especifico? Quais são e para que serão utilizadas? d) Existem eletrodutos com mais de 15mm?


4.

Aprendendo a fazer emendas de condutores

A exigência fundamental para qualquer união ou conexão de terminais é que ela seja tanto mecânica quanto eletricamente tão forte quando o condutor ou dispositivo em que será utilizada. REMOÇÃO DA ISOLAÇÃO (DESENCAPAR O FIO) – O primeiro passo na ligação ou terminação de condutores elétricos é remover a isolação. O método preferido para “descascar” um fio é o uso de uma ferramenta apropriada. Um “descascador”

de lâmina quente não deve ser utilizado em materiais isolantes como amianto ou fibra de vidro. Um método alternativo é o uso de um canivete, que é o método indicado para fios de alumínio. Tome cuidado de não marcar o alumínio com a lâmina, pois o fio pode se romper facilmente nessas marcas.

Emenda em derivação


Emenda em linha cruzada

Emenda Rabo de Rato


FITA ISOLANTE – Tem muito pouco valor isolante, mas é utilizada como uma cobertura de proteção para a fita de borracha. Outro tipo de isolação é a fita elétrica plástica que é muito cara. TERMINAIS – Os terminais utilizados em fiações elétricas são do tipo soldado ou crimpados. A vantagem do uso dos terminais crimpados é que esse tipo de conexão requer pouca habilidade do operador, enquanto que uma conexão soldada é quase totalmente dependente da habilidade do operador. Alguma forma de isolação deve ser usada em junções não isoladas e com terminais. Os tipos usados são tubos plásticos (espaguetes) e tubos que encolhem com calor. Quando se usa uma ferramenta de calor para encolher esse ultimo tipo, o calor não deve ultrapassar 300°F (aproximadamente 150°C). Quando se usa uma ferramenta de ar comprimido/nitrogênio, a fonte de ar/nitrogênio não pode ser maior do que 200 psig.

Os conceitos vistos anteriormente possibilitarão o entendimento do próximo assunto: levantamento das potências (cargas) a serem instaladas na residência.

Não devem existir emendas em condutores dentro dos eletrodutos - NUNCA Dentro de caixas de distribuição, devemos utilizar as emendas vistas anteriormente, porém cada vez mais vem se firmando a utilização de conectores para tornar a manutenção dessas conexões mais fáceis e rápidas, veja nas imagens a seguir:


5.

Levantamento das potências (cargas) a serem

instaladas na residência

A planta a seguir servirá de exemplo para o levantamento das potências


Recomendações da NBR 5410 para o levantamento da carga de iluminação: 1. Condições para se estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz.

2. Condição para se estabelecer a potência mínima de iluminação: A carga de iluminação é feita em função da área do cômodo da residência. Aqui vamos apresentar uma tabela com sugestões de potências de iluminação conforme o cômodo da residência: Carga mínima de iluminação em Watt/m 2

Cômodo

Incandescente

Fluorescente

Sala

25

5

Quartos

20

4

Escritórios

25

4

Copa

20

4

Cozinha

20

4

Banheiro

10

3

Demais dependências

10

3

Vamos agora calcular as cargas de iluminação para a nossa planta exemplo: Dependências

Dimensões (área) m2

Potência de iluminação

sala copa cozinha Dormitório 1 Dormitório 2 banho Área de serviço hall Área externa


Recomendações da NBR 5410 para o levantamento da carga de tomadas 1. Condições para se estabelecer a quantidade mínima de tomadas de uso geral (TUG’s)

2. Condições para se estabelecer a potência mínima de tomadas de uso geral (TUG’s)


3. Condições para se estabelecer a quantidade de tomadas de uso específico (TUE’s).

A quantidade de TUE’s é estabelecida de acordo com o número de aparelhos de utilização que sabidamente vão estar fixos em uma dada posição no ambiente. 4. Condições para se estabelecer a potência de tomadas de uso específico (TUE’s) - Atribuir a potência nominal do equipamento a ser alimentado.

Abaixo segue tabela com as referencias de potencia por aparelho



Reunidos todos os dados obtidos, tem-se o seguinte quadro: Dimensões Dependência

rea (m2)

Perímetro (m)

Potência de iluminação

TUG’s

Qtde

Potencia (w)

TUE’s

Discriminação

Potencia (w)

sala copa cozinha Dormitório 1 Dormitório 2 banho rea de serviço hall Área externa TOTAL

Uma vez estimada a demanda da residência devemos determinar os circuitos, que nada mais são do que partes da instalação, por exemplo: as tomadas dos dormitórios 1 e 2 podem ser agrupadas, caso sua corrente não ultrapasse 10 A, o mesmo podemos fazer com a iluminação dos dormitórios 1 e 2. Após determinados os circuitos, passamos a escolher os condutores e os disjuntores e DR, de acordo com as correntes de cada circuito.


Tabela Secção de condutores/máxima corrente Secção do condutor (mm2)

Intensidade da corrente (A)

1,5

17,5

2,5

24

4

32

6

41

10

57

16

76

25

101

35

125

50

151

70

192

95

232

120

269

Tabela Corrente Máxima/Disjuntor/Secção do Condutor Corrente (A)

Disjuntor (A)

Secção mínima do condutor (mm2)

0a8

10

1,5

8 a 12

15

1,5

12 a 16

20

2,5

16 a 20

25

2,5

20 a 24

25

4

24 a 28

30

4

28 a 32

32

6

32 a 40

40

6


6.

Padrão de cores dos condutores em uma

instalação elétrica predial

Na prática frequentemente, vemos a alteração desse padrão, porém respeitando a cor AZUL para o condutor de NEUTRO.

7.

Montagem de padrão (monofásico e trifásico)

Em se tratando de montagem de Padrão, temos que observar as normas da concessionária local. Vamos aprender a montar um padrão do tipo monofásico com entrada e saída aérea. Onde: 

Os condutores de entrada vão direto ao medidor;



O Condutor Neutro ao sair do medidor deve ser aterrado, ou seja, passa



pelo parafuso da caixa padrão sem ser rompido e segue para a saída; O condutor de fase ao sair do medidor passa pelo disjuntor (deve ser dimensionado segundo normas da concessionária local) e segue para a saída.


Nota: A bitola dos condutores deve seguir as normas da concessionária local.

Na montagem de padrão trifásico segue as mesmas normas de montagem do padrão monofásico sendo que neste tipo de instalação segue a entrada e a saída com três condutores de fase e um condutor de Neutro cada, tendo sempre em mente a regra do neutro de saída aterrado e sem rompimento.


Esquema de ligação de um interruptor simples acionando uma lâmpada

Esquema de ligação


Nota: se desejarmos acionar 2 lâmpadas ao mesmo tempo. Esquema Unifilar

Acionamento de duas lâmpadas com Interruptor de duas seções


Neutro Fase

Diagrama Unifilar

Esquema de montagem


Esquema de ligação de tomadas padrão

Diagrama Multifilar

FASE NEUTRO

Esquema de ligação


Fase

Terra

Neutro Diagrama Unifilar

Esquema de ligação de interruptores paralelos para acionamento de lâmpadas Esquema de ligação


(a)

(b) Instalação de uma lâmpada incandescente acionada por interruptores tree -way. (a) – Diagrama unifilar. (b) – Diagrama multifilar

Interruptor paralelo + intermediário

Utilizamos os interruptores intermediários quando desejamos acionar pontos de luz de 3 ou mais pontos da residência, nesta condição, sempre os dois interruptores da “ponta” são paralelos” e os que ficam entre eles devem ser do tipo four -way ou

intermediário.



Instalação de uma campainha ou cigarra


Esquema de instalação para acionamento de uma lâmpada através de um relé fotoelétrico

Acionamento de lâmpada com relé Fotoelétrico

Vermelho (retorno) PRETO (Fase) Lâmpada

BRANCO (Neutro

Instalação de duas lâmpadas fluorescentes de 40w com reator duplo do tipo partida rápida

Neste caso, utiliza-se o reator de partida rápida, que dispensa o starter. Ele utiliza a auto-indução em vez do starter, que provoca aquecimento do filamento. Esta operação dura aproximadamente um segundo e após a partida o filamento continua aquecido por uma pequena corrente. Esta configuração é utilizada tanto em SENAI Balneário Camboriú – Instalação Elétrica Predial 39

galpões, como em ambiente onde se deseja ter uma melhor iluminação, por um menor custo.

(a)

(b) Instalação de duas lâmpadas fluorescentes de 40w com reator duplo do tipo partida rápida. (a) – Diagrama unifilar. (b) – Diagrama multifilar


Instalação dimmer

Instalação boia elétrica

Geralmente as boias vem com três fios, pois essa boia pode ser usada como inferior e superior, isto é:quando alguém liga uma bomba de agua de uma fonte "inesgotável" como: poços, rios ,etc., só precisa de uma boia. Quando ele vem SENAI Balneário Camboriú – Instalação Elétrica Predial 41

de reservatórios precisa ser ligada 2 boias pois na falta de água do reservatório a bomba não ficará ligado direto, evitando sua queima.


Esquema de ligação do acionamento de uma lâmpada com um Relé de Impulso

Relé de impulso TIPO 27.01 - 1 NA, 10 A 250 V AC - Alimentação: AC - Montagem em painel

Esquema de montagem

Relé -27.05/06


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