Interruptores Norma reguladora: NBR NM 60669-1:2004 Neste descritivo serão abordados apenas interruptores de corrente a lternada, operados manualmente, para uso geral, destinados às instalações i nstalações elétricas fixas domésticas e análogas, sejam interiores ou exteriores.
Interruptores Interruptores de tecla basculante São interruptores cujo agente operacional é uma alavanca com formato achatado, que pode ser articulado para duas ou mais posições de ordem indexada obtendo a mudança do estado dos contatos. Pode ser encontrado em geral nas seguintes configurações:
Uma Tecla
Duas Teclas
Três Teclas
Tecla Dupla
Tipo Simples São chaves de comando único (Liga/Desliga), usada para controlar um único circuito.
2 bornes para conexão elétrica
Tipo Paralelo São chaves de comando comutável, que trabalham aos pares, controlando um único circuito alternadamente em ambos os pontos. 3 bornes para conexão elétrica
Tipo Intermediário I ntermediário São chaves de comando comutável, que trabalham em conjunto com os do tipo paralelo a partir de três pontos, controlando um único circuito alternadamente em todos os pontos. 4 bornes para conexão elétrica
Tipo Bipolar São chaves de comando único (Liga/Desliga), usada para comandar um único circuito de duas fases.
4 bornes para conexão elétrica
Interruptores Interruptores pulsadores de Campainha ou Minuteria Também chamados de momentâneos, podem ter agente operacional como alavanca achatada ou botão, a ligação de seus contatos só ocorre enquanto o operador atua, retornando logo assim a posição inicial por um atuador mecânico, normalmente uma mola.
Tipo Campainha São chaves com comando momentâneo, usada para permitir passagem de corrente corr ente enquanto o botão é pressionado. 2 bornes para conexão elétrica
Tipo Minuteria É um conjunto composto por uma ou mais chaves de comando momentâneo com um temporizador “minuteria”, que controla o
tempo que o circuito ficará energizado. 2 bornes para conexão elétrica
Tipo Intermediário I ntermediário São chaves de comando comutável, que trabalham em conjunto com os do tipo paralelo a partir de três pontos, controlando um único circuito alternadamente em todos os pontos. 4 bornes para conexão elétrica
Tipo Bipolar São chaves de comando único (Liga/Desliga), usada para comandar um único circuito de duas fases.
4 bornes para conexão elétrica
Interruptores Interruptores pulsadores de Campainha ou Minuteria Também chamados de momentâneos, podem ter agente operacional como alavanca achatada ou botão, a ligação de seus contatos só ocorre enquanto o operador atua, retornando logo assim a posição inicial por um atuador mecânico, normalmente uma mola.
Tipo Campainha São chaves com comando momentâneo, usada para permitir passagem de corrente corr ente enquanto o botão é pressionado. 2 bornes para conexão elétrica
Tipo Minuteria É um conjunto composto por uma ou mais chaves de comando momentâneo com um temporizador “minuteria”, que controla o
tempo que o circuito ficará energizado. 2 bornes para conexão elétrica
Interruptores Automáticos Também conhecidos como sensores ou interruptores relê, são interruptores que não dependem de uma ação direta de um operador, é comutado de acordo com o ambiente.
Tipo Sensor Fotoelétrico Também conhecido como fotocélula, é um dispositivo usado para controlar um único circuito de acordo com o nível de iluminação do ambiente.
Tipo Sensor de Movimento Ou também sensor de presença, é um dispositivo usado para controlar um único circuito, acionando ao detectar algum movimento.
Interruptores Interruptores especiais Os interruptores especiais tem o mesmo principio de comando dos comuns, mas com acionamentos acio namentos e controles especiais. Segue alguns exemplos:
Delta Mondo LX com sensor sonoro e presença (Siemens)
Nereya, ZigBee automação elétrica (Pial Legrand)
Unica Lighting Control (Schneider Electric)
Interruptor Vierti liga, desliga ou controla a intensidade pelo toque (Lutron)
Materiais e Dimensão Os interruptores de uso geral são para instalação em placa embutida (2”x4” ou 4”x4”) ou caixa. Podem ser fabricado em: Polímeros de ABS ou Nylon, resistente ao fogo, carcaça e estrutura; Aço zincado ou bicromatizado, parafusos; Liga de prata, contatos elétricos; Liga de cobre ou latão, bornes de fixação dos fios.
Fabricantes: Tramontina, Alumbra, Siemens, Iriel, Fame, Pial Legrand, Schneider Electric, Lutron, Simon , Bticino
Condutores elétricos Os condutores elétricos são os principais componentes das linhas elétricas, eles fazem com que a eletricidade chegue ate as cargas elétricas. Definimos como condutor elétrico um produto metálico, normalmente de forma cilíndrica, os quais são usados para transportar eletricidade ou sinais elétricos.
Tipos de condutores elétricos.
Basicamente temos três tipos de condutores, fios, cabos e barramentos.
Fios: Usados para transportar eletricidade, estes podem ser nus (sem isolação) ou com isolantes (PVC, xlpe, etc)
Cabos: Eles podem ser flexíveis ou não, e são os conjuntos de fios encordoados, tambem podem ser isolados ou não.
Barramento: Trata-se de um condutor rígido, podendo ser em forma de tubo ou de seção perfilada, são usados em quadro de distribuição.
Fio
Cabo
Cabo flexível
Barramento
Os materiais mais usados para sua confecção são o cobre e o alumínio. Nas baixas tensões normalmente confeccionados por cobre.
usamos
os
condutores
elétricos
Os condutores elétricos constituídos por alumínio, normalmente são utilizados em linhas de distribuição de energia elétrica.
Os condutores elétricos possuem suas especificações mediante as suas características físicas como podemos ver nas tabelas abaixo.
As suas aplicações também são determinadas por tabelas onde podemos verificar qual bitola de fio deveremos utilizar mediante a corrente elétrica que ira circular por ele.
Como os principais fabricantes de condutores elétricos, podemos citar: Sil, Prysmiam, Megatron, Reiplas, Nambei, etc.
Eletrodutos Um eletroduto é um elemento de linha elétrica fechada, de seção circular ou não, destinado a conter condutores elétricos, permitindo tanto a enfiação quanto a retirada dos condutores por puxamento. Na prática, o termo se refere tanto ao elemento (tubo), quanto ao conduto formado pelos diversos tubos.
Função A função principal de um eletroduto é proteger os condutores elétricos contra certas influências externas (por exemplo, choques mecânicos e agentes químicos) podendo também, em certos casos, proteger o meio ambiente contra perigos de incêndio e de explosão, resultantes de faltas envolvendo condutores.
Classificação Em função do material Em função do material utilizado em sua fabricação, os eletrodutos podem ser: metálicos (magnéticos) ou isolantes (não magnéticos).
Eletrodutos rígidos Eletrodutos metálicos rígidos Os eletrodutos metálicos rígidos são, geralmente, de aço-carbono, com proteção interna e externa feita com materiais resistentes à corrosão, podendo, em certos casos, ser fabricados em aço especial ou em alumínio. Normalmente, a proteção dos eletrodutos de aço-carbono é realizada através de revestimento de zinco aplicado por imersão a quente (galvanização) ou zincagem em linha com cromatização, ou ainda através de revestimento com tinta ou esmalte, ou com composto asfáltico (externamente). Os eletrodutos galvanizados são geralmente utilizados em instalações externas (aparentes); podem ser também usados em linhas subterrâneas, em contato direto com a terra ou envelopados em concreto. Os eletrodutos esmaltados só devem ser usados em instalações internas, em linhas embutidas ou em linhas aparentes nos locais onde a presença de substâncias corrosivas não seja notável.
Eletrodutos isolantes rígidos
Os eletrodutos isolantes rígidos são fabricados em PVC, polietileno de alta densidade, barro vitrificado (manilha), cimento-amianto, etc. Os eletrodutos de PVC são os mais utilizados no Brasil, em linhas aparentes ou embutidas, e em linhas subterrâneas envelopados em concreto. Eles devem atender à norma NBR 6150/1980 – Eletroduto de PVC Rígido (Especificação), a qual prevê: eletrodutos roscáveis e soldáveis com duas espessuras de parede (Classe A e Classe B). Os outros tipos de eletrodutos, com exceção dos eletrodutos de polietileno, são usados exclusivamente em linhas subterrâneas ou, eventualmente, contidos em canaletas. NOTA: Os eletrodutos rígidos de PVC são geralmente fabricados em varas de 3m, sendo suas dimensões principais indicadas na Tabela 1.
Equivalência entre diâmetro interno e tamanho nominal Tradicionalmente no Brasil os eletrodutos eram designados por seu diâmetro interno em polegadas. Com o advento das novas normas, a designação passou a ser feita pelo tamanho nominal, um simples número sem dimensão. A Tabela 1 mostra a equivalência entre as duas designações.
Eletrodutos flexíveis Os eletrodutos flexíveis podem ser metálicos, constituídos, em geral, por uma fita de aço enrolada em hélice, por vezes com uma cobertura impermeável de plástico, ou isolantes (de polietileno ou de PVC). Sua aplicação típica é na ligação de equipamentos que apresentem vibrações ou pequenos movimentos durante seu funcionamento.
Eletrodutos transversalmente elásticos Estes eletrodutos são geralmente de polietileno de alta densidade, sendo aplicados em linhas embutidas, principalmente em prédios residenciais, comerciais e análogos. Sua principal vantagem sobre os eletrodutos rígidos é a facilidade de instalação e o fato de dispensarem o uso das tradicionais curvas.
Acessórios para uma linha elétrica com eletrodutos Numa linha elétrica com eletrodutos, são usados os seguintes acessórios: Luva (rígidos) – peça cilíndrica rosqueada internamente, destinada a unir dois tubos ou um tubo e uma curva.
Bucha (rígidos) – peça de arremate das extremidades dos eletrodutos, destinada a evitar danos à isolação dos condutores por eventuais rebarbas, durante o puxamento; ela é instalada na parte interna da caixa de derivação. Arruela (rígidos) – peça rosqueada internamente (porca), colocada na parte externa da caixa de derivação, complementando a fixação do eletroduto à caixa. Curva (rígidos) – de 45o e 90o . Braçadeira (rígidos e flexíveis) – peça destinada a fixação do eletroduto a paredes ou outros elementos estruturais. Box (flexíveis) – peça destinada a fixar um eletroduto flexível a uma caixa ou a um eletroduto rígido. Caixa de derivação – caixa utilizada para passagem e /ou ligações de condutores entre si e/ou a dispositivos nela instalados. Espelho – peça que serve de tampa para uma caixa de derivação, ou de suporte e remate para dispositivos de acesso externo. Condulete – caixa de derivação para linhas aparentes, dotada de tampa própria. Número máximo (N) de condutores ou cabos isolados, iguais entre si, que pode ser contido em um eletroduto Hipótese: ocupação máxima de 40% da área útil do eletroduto, isto é: AT = 0,40 x AE(1) onde: AT – área total ocupada pelos condutores ou cabos isolados, em mm2 ; AE – área útil do eletroduto, em mm2 ,a qual pode ser determinada pela equação:
onde: DE – diâmetro externo nominal do eletroduto, em m; ∆DE - variação do diâmetro externo, em m; EP – espessura da parede do
eletroduto, em m. AT = N x AC(3) A área total ( AT ) de “N” condutores ou cabos isolados, iguais entre si, é: onde AC é a área de um condutor ou cabo isolado.
Igualando (1) e (3), vem: N = CEA
Área mínima de um eletroduto para conter três ou mais condutores ou cabos isolados Hipótese: ocupação máxima de 40% da área útil do eletroduto, isto é: AT = 0,40 x AE(1) Admitamos que se queira instalar em um eletroduto: Ncf condutores fases, Ncn condutores neutros e Ncpe condutores de proteção; a área total (AT) ocupada pelos condutores ou cabos isolados, será: AT = Ncf x Acf + Ncn x Acn + Ncpe x Acpe (mm2 ) onde, Acf, Acn, e Acpe são, respectivamente, as áreas dos condutores fases, neutros e de proteção. Tendo em vista (1), a área do eletroduto que pode ser ocupada pelos condutores ou cabos isolados, será: AE = 0.40 TA(mm2) NOTAS: 1 - A Tabela 3 dá as características dimensionais de eletrodutos, a área útil e a área para ocupação máxima de 40 % da área útil do eletroduto, para eletrodutos rígidos de PVC, do tipo roscável (segundo a NBR 6150), e de aço carbono (segundo a NBR 5597). 2 - A Tabela 4 dá as características dimensionais dos cabos. 3 – A Tabela 5 fornece a área ocupada pelos cabos.
Tabela 1 – Equivalência entre Diâmetro Interno e Tamanho Nominal Eletrodutos Rígidos de PVC Tamanho Nominal Designação da Rosca (pol.)Tamanho Designação da Rosca (pol.)
Tabela 2 – Dimensões Principais dos Eletrodutos
Eletrodutos rígidos de aço carbono (NBR 5597) Espessura de Parede (m)Tamanho NominalDiâmetro Externo (m)Série ExtraSérie Pesada
Tabela 2 – Dimensões Principais dos Eletrodutos (continuação) Eletrodutos rígidos de PVC (NBR 6150) Espessura de Parede (m)Tamanho NominalDiâmetro Externo (m)Classe AClasse B Tipo Soldável
Tabela 3 – Área dos eletrodutos rígidos (PVC ou aço carbono) ocupáveis por condutores ou cabos isolados Eletrodutos Rígidos de PVC, tipo Roscável (segundo a NBR 6150) Dimensões do EletrodutoÁrea para ocupação máxima de 40% da área útil Espessura de parede Área útil 3 ou mais condutores ou cabos isolados
Tamanho Nominal Rosca Diâmetro Externo Classe AClasse BClasse AClasse BClasse AClasse B pol m m m m2 m2 m2 m2
Eletrodutos Rígidos de aço carbono (segundo a NBR 5597) Espessura de parede Área útil 3 ou mais condutores ou cabos isolados Tamanho Nominal Rosca Diâmetro Externo Extra Pesada Extra Pesada Extra Pesada
Os eletrodutos rígidos de aço carbono, que atendem a NBR 5597, são designados por série extra ou série extra pesada. Tabela 4 – Características dimensionais dos cabos CondutorCabos isoladosCabos unipolares Seção nominal (mm2) Número de fios
Diâmetro nominal (m) Espessura da isolação (m) Diâmetro externo (m) Espessura da isolação (m)
NOTA 1 – Diâmetro externo para os fios. Tabela 5 - Área ocupada pelos cabos Área total (mm2) PVCSeção nominal (mm2) Isolado Unipolar XLPE ou
NOTA 1 – Área total para os fios.
Leitos (ou escadas) para cabos Um leito é um suporte constituído por uma base descontínua, formada por travessas ligadas a duas longarinas longitudinais, sem cobertura. As travessas devem ocupar menos de 10% da área total da base. Assim como as bandejas, os leitos são geralmente metálicos. A Tabela 7 fornece as dimensões típicas para os leitos. Tabela 7- Dimensões de Leitos (típicas)
Instalação de condutores em canaletas, eletrocalhas e perfilados
Canaletas Uma Canaleta é um conduto com tampas removíveis e instaladas em toda sua extensão. As tampas podem ser maciças e/ou ventiladas e os cabos podem ser instalados diretamente ou em eletrodutos. NOTAS: a) Nas instalações em canaletas deve-se evitar a penetração de líquidos; quando isso não for possível, os cabos devem ser instalados no interior de eletrodutos estanques. b) As canaletas em alvenaria devem aproveitar as dimensões padronizadas do tijolo para construí-las, mesmo que isso resulte numa canaleta com seção superior ao mínimo calculado. c) É conveniente ocupar a canaleta com no máximo 30% da sua área útil.
Eletrocalhas (ou simplesmente calha) Uma eletrocalha é um conduto fechado utilizado em linhas aparentes, com tampa em toda sua extensão. As eletrocalhas podem ser metálicas (aço ou alumínio) ou isolantes (plástico); as paredes podem ser maciças ou perfuradas e a tampa simplesmente encaixada ou fixada com auxílio de ferramenta. A Tabela 8 fornece as dimensões típicas para eletrocalhas. Tabela 8 - Dimensões de eletrocalhas (típicas)
Perfilados Um Perfilado é um conduto metálico, utilizado em linhas aparentes, sem ou com tampa em toda sua extensão, podendo ter base perfurada ou lisa. A Tabela 9 fornece as dimensões típicas para os perfilados. Tabela 9 - Dimensões (típicas) de Perfilados
Dispositivos de Proteção Fusível Tipo Rolha, Tipo Cartucho, Tipo Faca, Fusível Diazed, Fusível NH, Disjuntores Magnéticos, e Dispositivos DR, DPS, SPDA.
Tipo Rolha: São fusíveis de baixa tensão em que um dos contatos é uma peça roscada, que se fixa no contato roscado correspondente da base. A norma que certifica estes tipos de fusíveis é a NBR5113, NBR5117 e a NBR6280. O fusível tipo rolha é o mais comum nas instalações domiciliares, tem como capacidade de corrente valores que variam de 6 a 30 ampéres e como tensão máxima de trabalho de 250 Volts. Seus fabricantes são THZ, Lorenzzeti, Fuseletric.
Tipo Cartucho: É um fusível de baixa tensão cujo elemento fusível é encerrado em um tubo protetor feito com material isolante, com contatos nas extremidades. O fusível tipo cartucho é normalmente utilizado em circuitos de iluminação e força. Tem como capacidade de corrente, valores que variam de 10 a 100 ampéres e como tensão máxima de trabalho de 250 Volts. Seus fabricantes são THZ e Fuseletric.
Tipo Faca: O fusível tipo faca possui o elo fusível com uma redução na área transversal em alguns trechos, característica responsável por tentar localizar a área de fusão. Tem como capacidade de corrente valores que variam de 80 a 600 ampéres e como tensão máxima de trabalho de até 500 Volts.
Fusível Diazed: Os fusíveis “Diazed” são utilizados na proteção de curto circuito em instalações
elétricas residenciais, comerciais e industriais e quando normalmente instalados, permitem o seu manuseio sem riscos de toque acidental. Possuem areia em seu interior que serve para atenuar os efeitos da pressão, temperatura e arco, durante a fusão do elo. Possui espoleta, que é uma pedra de cor que se desprende de sua posição quando o fusível é queimado. Também são conhecidos pela sua alta precisão, principalmente os rápidos, que possuem o tempo de fusão girando em torno de décimos de segundo. A
capacidade de corrente tem valores que variam de 6 a 60 ampéres nos rápidos e 80 a 200 ampéres nos retardados. A tensão máxima de trabalho é de 250 ou 500 Volts. Podemos citar alguns fabricantes como Siemens e WEG.
Fusível NH: São muito semelhantes aos diazed, diferem apenas na capacidade de corrente e encapsulamento. Possuem alta capacidade de interrupção, para correntes nominais de 6A a até 1000A em aplicações industriais, tensão de alta capacidade de corrente, e também contra sobrecargas de curta duração, como acontece na partida de motores de indução com rotor em gaiola. Também podemos citar Siemens e WEG, como os principais fabricantes.
Disjuntores Termomagnéticos: O disjuntor eletromagnético é utilizado quando é necessária uma resposta mais rápida do sistema, pois ele será desligado quase que instantaneamente após a sobrecarga. Podem ser unipolar (para circuitos monofásicos), bipolar (para circuitos com duas fases) e tripolar (para circuitos com três fases). Em resumo cumprem três funções básicas: 1. Abrir e fechar os circuitos (Manobra) 2. Proteger os condutores e os equipamentos contra sobrecarga (dispositivo térmico) 3. Proteger condutores contra as correntes de curto-circuito (dispositivo magnético) Efeito térmico (disparador térmico simples): Elemento bi metálico: duas lâminas de metal soldadas, com diferentes coeficientes de dilatação térmica. Quando sensibilizadas por uma corrente superior ao estabelecido, ambas dilatam, de maneira desigual, arqueando o conjunto e deslocando a barra de disparo. Efeito eletromagnético (disparador magnético): Toda vez que circula uma corrente pelo eletroimã, aparece um campo magnético. E o disparador magnético é uma bobina que, quando conduz corrente acima do valor estabelecido, atrai um êmbolo ferromagnético processando a abertura dos contatos do disjuntor.
Correntes fornecidas no mercado: 10A 15A 20A 25A 30A 35A 40A 50A 70A 90A 100A Como Fabricantes, podemos citar empresas como EATOM, ABB, SIEMENS e WEG.
Disjuntores Diferenciais Residuais: É um dispositivo constituído de um disjuntor termo magnético acoplado a um outro dispositivo: o diferencial residual. Os Dispositivos DR, Módulos DR ou Disjuntores DR de corrente nominal residual até 30mA, são destinados fundamentalmente à proteção de pessoas, enquanto os de correntes nominais residuais de 100mA, 300mA, 500mA, 1000mA ou ainda superiores a estas, são destinados apenas a proteção patrimonial contra os efeitos causados pelas correntes de fuga à terra, tais como consumo excessivo de energia elétrica ou incêndios. Dispositivo de proteção contra surtos (DPS): É um dispositivo destinado a proteger os equipamentos elétricos contra picos de tensão geralmente causados por descargas atmosféricas na rede da concessionária de energia elétrica. Um DPS regula a tensão, fornecida a um dispositivo elétrico, em geral, absorvendo e também curto-circuitando para terra as tensões que ultrapassam um limite de segurança. Quando esse pulso de alta tensão é longo, ou seja, por um tempo maior que um raio, por exemplo, o dps "causa" um curto circuito, ligando a fase (afetada) diretamente no fio terra, contudo, o dispositivo de proteção QG é acionado, desativando o circuito.
Dispositivo SPDA (Sistemas de Protecção Descargas Atmosféricas) Um SPDA é composto essencialmente por três componentes, o elemento captor, os condutores de baixada e o sistema de terra. Actualmente existe três modelos de pára-raios: o captor do tipo de Franklin, o captor de avanço à ignição (ionizantes) e a gaiola de Faraday.
Captor do tipo de Franklin O captador "Franklin" é constituído por uma haste metálica, sendo a extremidade superior é pontiaguda para tem uma maior poder de acúmulo de cargas. Este sistema é o mais barato, porém o menos eficiente. Captor de avanço à Ignição O captor de avanço à Ignição consiste na capacidade do pára-raios antecipar a descarga atmosférica e definir o percurso do raio. Este sistema é barato e
apresenta elevada eficiência, embora decresça com o aumento da distância do captor.
Gaiola de Faraday A gaiola de Faraday é um sistema de vários receptores colocados de modo a envolver o topo da estrutura e várias baixadas. A gaiola apresenta a elevada eficiência, contudo, é muito difícil de ser implementado e possui custo elevado.
Sistemas de Aterramentos Um sistema de aterramento é um conjunto de condutores enterrados, cujo objetivo é realizar o contato entre o circuito e o solo com a menor impedância possível. Os sistemas mais comuns são hastes cravadas verticalmente, condutores horizontais ou um conjunto de ambos e tem como principais finalidades a definição e estabilizaç o da instalaç o em relação terra durante o funcionamento; limitação de sobretensões devidas a ricas e p
ticas acumuladas nas carcaças dos equipamentos para a terra.
trê
De acordo com a NBR 5410/2004 o devem obedecer, quanto aos aterramentos funcional e de proteção, a sicos TT, TN e IT.
A primeira letra representa a situaç o da alimentaç o em relação à terra. • T = um ponto diretamente aterrado. • I = isolaç o de todas as partes vivas em relaç o a terra ou aterramento
de um ponto
s de uma impedância.
A segunda letra representa a situaç o das massas da instalaç relaç ra.
trica em
• T = massas diretamente aterradas, independente do aterramento
eventual de um ponto da alimentaç • N = massas ligadas diretamente ao ponto da alimentaç o aterrado (em
normalmente o neutro).
Outras letras indicam a disposiç o do condutor neutro e do condutor de proteç • S = funç es de neutro e de proteç o asseguradas por condutores
distintos. • C = funç es de neutro e de proteç
nico
condutor (condutor PEN).
Sistemas TT
Características:
O ponto neutro do transformador é ligado diretamente a terra; as partes metálicas expostas do equipamento são ligadas por condutores de proteção ao eletrodo de terra da instalação o qual é, geralmente, independente do condutor de aterramento do neutro do transformador podendo suas zonas de influência se sobrepor sem afetar a operação dos dispositivos de proteção. A proteç nico meio adequado para proteç origem da instalaç
tricos (instalado na
Os condutores PE são separados dos condutores neutro e são dimensionados para a maior corrente de falta que possa ocorrer. Sob condições normais, condutor PE não é sujeito a quedas de tensão. Na eventualidade de uma falha da isolação, a tensão de curta duração que aparece ao longo do condutor PE é baixa e as perturbações resultantes são desprezíveis.
veis. Eles podem proteger um circuito singelo ou um grupo de circuitos e suas correntes de operaç o ximo valor da resistência R do eletrodo de terra para as partes condutoras expostas, a presença de dispositivos de corrente residual minimiza as restriç es de projeto e operaç ria a impedâ limites em relaç o ao comprimento dos circuitos ( o excessivas). Uma instalaç lculos ou mediç Recomendado para sistemas onde a fonte de alimentaç o e a carga estiverem distantes uma da outra.
Sistemas TN
Como no sis instalaç o ligadas ao condutor neutro. No sistema TN podemos ter as seguintes variaç -C, TN-S e TN-C-S:
TN-C – m como condutor de proteç o e designado como PEN (condutor de proteç o e neutro). Este sistema permitido para condutores de seç o inferior a 10mm2 e para equipamentos portáteis. Requer o estabelecimento de um ambiente equipotencial eficiente dentro da instalação com eletrodos de terra espaçados regularmente. Em sobretensões, durante uma falha na isolação de AT, irá aparecer uma tensão de freqüência industrial entre as partes metálicas expostas do equipamento de baixa tensão e um terra distante, durante uma falha da isolação BT, a queda de tensão na fonte, as petubações eletromagnéticas e risco de danos (incêndios, enrolamentos de motores e estruturas magnéticas) são altos. Proibido em instalações onde h cio ao condutor PEN cria um fluxo de corrente nas estruturas resultando em um risco de incêndio e perturbaç ticas. Durante faltas da isolaç o estas correntes de circulaç o consideravelmente aumentadas. C ximo especificado nas tabelas de projeto em funç o do esquema de proteç o utilizado; rios em certos casos. Qualquer modificaç ç lculo e uma verificaç o nas conndiç es de proteç
TN-S – aterrado
-
uma ligaç
carcaça (massa) do equipamento. Em sistemas com cabo enterrado onde exista uma capa de proteç o de chumbo, o condutor de proteç geralmente a capa de chumbo. A utilizaç ria para circuitos com seç veis. Sob condiç es normais o neutro do transformador, as partes condutoras
-
licas externas; o pode ser aterrado. Isto evita a criaç
oe correntes de carga no condutor de proteç o sob condiç es normais de operaç s altas correntes d tica no evento de uma falha da isolaç veis ou dispositivos de corrente residual desde que a proteç o contra os contatos indiretos possa ser separada da proteç o contra os curtos circuitos fase/fase ou fase/neutro; se a proteç o contra contatos indiretos for fornecida por dispositivos de proteç sticas se aplicam, como no esquema TN-C; Fogo: A proteç provida para faltas impedantes levando a um risco de incêndio; A impedância dos cabos das fontes e aquela do circuito a ser protegido, precissam ser verificadas por mediç o depois da instalaç o e a intervalos regulares, assim como uma dupla determinaç o das condiç o quando a instalaç o pode ser suprida por duas pontes (UPS, gerador de reserva etc.). Os circuitos tê
o pode ser excedido.
TN-C-S – No sistema TN-C-S o ponto em que o condutor PE se separa
geralmente na origem do sistema.
Sistema IT
Sistema IT com neutro aterrado por impedância. Normalmente utiliza-se uma impedância na ordem de 1000 a 2000 Ohms entre o neutro do enrolamento de es para utilizaç o: fixar o potencial de uma pequena rede em relaç es, tais como surtos em relaç o a terra transmitidos pe instalaç o ligadas a um eletrodo de terra.
o dimensionados para a maior corrente de falta que possa ocorrer; nica falha da isolaç o apresenta nenhum risco. A ocorrê vel pela instalaç o de um dispositivo de monitoraç o que ir detectar e indicar a ocorrê o prontamente localizada e eliminada. Sob condiç es normais, o condutor, as partes condutoras expostas e o o virtualmente ao mesmo potencial. U es deve ser instalado para evitar uma elevaç o de potencial entre as partes vivas e as partes expostas condutoras o que pode exceder a suportabilidade do equipamento de BT no evento de uma falta originada na instalaç o. A proteção contra rio comum a todos os esquemas de aterramento; Uma primeira falta da isolaç rede ou perturbaç co ocorrê
o na ências ssica corrente de falta de isolaç
A instalação precisa ser projetada com grande cuidado: o uso de continuidade do fornecimento de energia, isolaç o das cargas com correntes de fuga elevadas pos de hardware para computadores), verificaç o da influência de correntes de fuga, em particular com respeito a dispositivos de o da instalaç
Lâmpadas Incandescentes Convencionais: A lâmpada incandescente é um dispositivo eléctrico que transforma energia elétrica em energia luminosa e energia térmica. Quando se aciona um interruptor, a corrente elétrica passa pela lâmpada através de duas gotas de solda de prata que se encontram na parte inferior, e em seguida, ao longo de fios de cobre que se acham firmemente fixados dentro de uma coluna de vidro. Entre as duas extremidades dos fios de cobre estende-se outro fio muito fino chamado filamento. Quando a corrente passa por este último, torna-o incandescente, produzindo luz. As lâmpadas incandescentes foram abolidas do mercado a partir do ano de 2013.
Incandescentes Halógenas Com Refletor Dicróico: A lâmpada halógena é uma lâmpada incandescente na qual se substitui atmosfera no interior do bulbo por um elemento halógeno, em geral iodo ou bromo. O elemento halógeno reage quimicamente com as partículas de tungstênio sublimadas, formando haletos que apresentam uma temperatura de condensação inferior a 250 °C. Mantendose a temperatura do bulbo acima deste valor, evita-se o depósito de material sublimado sobre mesmo. A lâmpada incandescente halógena também apresenta um filamento de tungstênio enrolado em dupla espiral, o qual é sustentado por suportes de molibdênio no interior de um bulbo de quartzo, globular ou com formato de lapiseira. A base é, em geral, cerâmica para suportar temperaturas e pressões elevadas e, além disso, apresentar boa condutibilidade térmica, limitando a temperatura dos suportes de molibdênio em 350 °C para evitar fenômenos de corrosão.
Lâmpadas Fluorescentes: Conhecida comercialmente como lâmpada tubular fluorescente em função da geometria do seu tubo de descarga, este tipo de lâmpada encontra aplicações em praticamente todos os campos de iluminação. O tubo de descarga, de vidro transparente, é revestido internamente com uma camada de pó branco, genericamente conhecido como "fósforo". O "fósforo" atua como um conversor de radiação, ou seja, absorve um comprimento de onda específico (λ = 253.7
nm) de radiação ultravioleta, produzida por uma descarga de vapor de mercúrio a baixa pressão, para emitir luz visível. As lâmpadas fluorescentes comercialmente disponíveis utilizam bulbos de vidro transparente, historicamente designados por uma letra T (de tubular) seguida de um número que indica o seu diâmetro máximo em oitavos de polegada. Por exemplo, T12 significa um bulbo tubular com diâmetro de 12/8 polegadas. A Tabela 1 apresenta as principais características de algumas lâmpadas fluorescentes e incandescentes.Pode-se verificar que: a) as lâmpadas fluorescentes são aproximadamente 6 vezes mais eficientes que as incandescentes; b) as lâmpadas fluorescentes apresentam uma vida útil 8 vezes superior às incandescentes e; c) as lâmpadas fluorescentes com trifósforo são mais eficientes que as com halofosfato e apresentam um índice de reprodução de cores mais elevado, porém ainda inferior às incandescentes. Tabela 1 – Características de algumas lâmpadas fluorescentes e incandescentes
As lâmpadas fluorescentes tubulares são utilizadas para iluminação de interiores em instalações comerciais, industriais e residenciais. A lâmpada fluorescente não oferece riscos à saúde, pois a quase totalidade da radiação
ultravioleta emitida pela descarga é absorvida pelo pó fluorescente e pelo vidro do tubo de descarga.
Lâmpadas Fluorescentes Compactas: A lâmpada fluorescente compacta CFL (“Compact Fluorescent Lamp”) foi
introduzida no mercado no início da década de 1980 para substituir a lâmpada incandescente. Estas lâmpadas apresentam alguns detalhes construtivos que as diferenciam das lâmpadas fluorescentes tubulares convencionais, porém, seu princípio de funcionamento é idêntico. Os modelos comerciais utilizam um tubo de vidro do tipo T4 ou T5, com revestimento de “tri-fósforo” e filamentos nas suas extremidades. Existem diversas formas construtivas para o tubo de descarga, sendo duas as mais comuns: a) um tubo único curvado em “U” e
b) dois tubos independentes, unidos por uma ponte. A Figura 7 apresenta uma lâmpada fluorescente com dois tubos independentes, mostrando um de seus filamentos e o percurso da descarga no interior da lâmpada.
A Tabela 2 apresenta as características de alguns modelos comerciais de lâmpadas incandescentes e fluorescentes compactas com dimensões físicas similares. Nota-se que a CFL consome um sexto da potência a apresenta uma vida útil 8 vezes maior, sendo adequada para aplicações onde a fonte de luz deve ser compacta e com baixo consumo de energia elétrica.
Tabela 2 – Características de algumas lâmpadas fluorescentes compactas e incandescentes
Lâmpadas Vapor de Mercúrio: A lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão HPM (High Pressure Mercury), apresentada na Figura 11 é constituída de um tubo de descarga transparente, de dimensões reduzidas inserido em um bulbo de vidro, revestido internamente com uma camada de "fósforo" para correção do índice de reprodução de cor.
Figura 11 – Lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão O tubo de descarga contém vapor de mercúrio à pressão de 2 a 4 atmosferas e argônio a 0.03 atmosferas. O argônio atua como gás de partida, reduzindo a
tensão de ignição e gerando calor para vaporizar o mercúrio. O tubo de descarga é de quartzo para suportar temperaturas superiores a 340°C e evitar absorção da radiação ultravioleta emitida pela descarga. O bulbo de vidro transparente, com formato ovóide, contém nitrogênio, formando uma atmosfera protetora para: a) reduzir a oxidação de partes metálicas, b) limitar a intensidade da radiação ultravioleta que atinge o revestimento de "fósforo", e c) melhorar as características de isolação térmica. A lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão apresenta três eletrodos, dois principais, um em cada extremidade do tubo de descarga, e outro auxiliar, próximo de um dos eletrodos principais, conforme mostra a Figura 11 (b). Cada eletrodo principal é constituído de fio de tungstênio, coberto com um material que emite elétrons (óxido de bário) e enrolado em dupla camada sobre uma haste do mesmo metal. A estabilização da descarga é realizada através de um reator indutivo, mostrado no diagrama da Figura 12. O eletrodo auxiliar encontra-se conectado em série com o eletrodo principal, localizado na extremidade oposta do tubo, através de um resistor de partida. Após a ignição do arco principal, a queda de tensão sobre o resistor de partida reduz a diferença de potencial entre os eletrodos auxiliar e principal adjacente, extinguindo o arco entre ambos.
Figura 12 – Reator para lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão Nos instantes iniciais da descarga, a lâmpada emite uma luz verde clara. A intensidade luminosa aumenta gradativamente até estabilizar-se após 6 a 7
minutos, quando a luz se torna branca com uma tonalidade levemente esverdeada. A radiação visível emitida pelo tubo de descarga apresenta um espectro contínuo, de baixa intensidade, sobre o qual se encontram superposto as raias características do mercúrio. A luz emitida por uma lâmpada sem revestimento de fósforo, apresenta um baixo índice de reprodução de cor (CRI = 20), devido à ausência de raias vermelhas. O "fósforo" utilizado em lâmpadas de vapor de mercúrio de alta pressão tem uma banda de emissão de 620 nm a 700 nm e consegue melhorar o significativamente o índice de reprodução (CRI = 50). A tensão de ignição da lâmpada aumenta com a pressão vapor de mercúrio, ou seja, com a temperatura do tubo de descarga. Quando se desliga uma lâmpada alimentada por um reator indutivo convencional, a sua reignição só é possível após 3 a 5 minutos, intervalo de tempo necessário para o esfriamento da lâmpada e consequente queda de pressão. A Tabela 3 apresenta as características de alguns modelos comerciais com revestimento de "fósforo" e base com rosca tipo Edison, utilizada nas lâmpadas de vapor de mercúrio de alta pressão.
Tabela 3 – Características de alguns modelos de lâmpadas de vapor de mercúrio de alta pressão
Lâmpada de Vapor de Sódio: A lâmpada de vapor de sódio de alta pressão HPS (“High Pressure Sodium”), é
constituída de um tubo de descarga cilíndrico e translúcido, com um eletrodo em cada extremidade. O tubo de descarga é sustentado por uma estrutura mecânica, sob vácuo, no interior em um bulbo de vidro borosilicado, com formato ovóide ou cilíndrico. A Figura 14 apresenta a estrutura interna de uma lâmpada HPS com bulbo cilíndrico.
Figura 14 – Lâmpada de vapor de sódio de alta pressão A lâmpada de vapor de sódio de alta pressão começou a ser produzida em escala industrial na década de 60, após a síntese da alúmina policristalina ou p.c.a. (“policristalline aluminium oxide”). O p.c.a. é um material cerâmico com
elevado ponto de fusão, translúcido (coeficiente de transmissão de luz de 90%) e resistente quimicamente ao vapor de sódio sob alta pressão e a temperatura elevada. Em lâmpadas convencionais, o tubo de descarga contém vapor de sódio a pressão de 0.13 atmosferas, vapor de mercúrio a pressão de 0.5 a 2 atmosferas e xenônio, que atua como gás de partida, gerando calor para vaporizar o mercúrio e o sódio. O mercúrio, na forma de vapor e a uma pressão significativamente superior ao sódio, reduz a perda por calor e eleva a tensão de arco da lâmpada. O tubo de descarga possui uma secção reduzida, com espaço suficiente para alojar apenas um eletrodo em cada extremidade. O eletrodo, mostrado em detalhe na Figura 14, é construtivamente similar ao da lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão. A haste de tungstênio é fixada por solda no interior de um tubo passante de nióbio que funciona como uma camisa e oferece um grau de liberdade para o posicionamento do tubo de descarga no interior do bulbo.
O bulbo das lâmpadas HPS é em geral transparente ou apresenta um revestimento de “fósforo” neutro para tornar a superfície difusa, sem alterar a
distribuição espectral da luz emitida. A lâmpada de vapor de sódio convencional apresenta, em geral, um baixo índice de reprodução de cor (CRI ≈ 20), porém, uma elevada eficácia luminosa (120 lm/W para a lâmpada de 400
W) e vida útil longa (24 000 horas). No entanto, existem lâmpadas especiais que apresentam um elevado índice de reprodução de cor (CRI = 85), porém, com uma eficácia luminosa de 80 lm/W. Para a estabilização da lâmpada, a utilização de reatores indutivos é atualmente a melhor solução sob o aspecto técnico-econômico. Para a ignição da lâmpada, aplicam-se pulsos de tensão com amplitude de 1.8 a 5.0 kilovolts e largura de 1μs a 15μs entre os seus eletrodos. Nas lâmpadas HPS
convencionais, esta função é desempenhada por um dispositivo externo à lâmpada, conhecido por ignitor. Os ignitores podem ser classificados em dois tipos: a) ignitor conjugado, utilizado em conjunto com um reator indutivo com derivação, conforme mostrado na Figura 15 (a). b) ignitor independente do reator, apresentado na Figura 15 (b).
Figura 15 – Reator e ignitores para lâmpada de vapor de sódio de alta pressão Os pulsos de alta tensão são aplicados entre os eletrodos da lâmpada somente até que se estabeleça a circulação de corrente pelo tubo de descarga, devendo ser inibidos em seguida. As normas internacionais especificam que o ignitor deve fornecer pelo menos um pulso a cada ciclo da rede (50 ou 60 Hz), o qual deve estar sobreposto à tensão da rede no instante de pico (máxima amplitude) da senóide, conforme mostra a Figura 15 (c).
