Projetos Elétricos

PROJETOS ELÉTRICOS

DIMENSIONAMENTO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

JULIO CESAR GUIMARÃES

Conteúdo 1

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Fusíveis de Baixa Tensão 3 1.1 Generalidades ................................................................................................................... 3 1.2 Funcionamento .................................................................................................................. 3 1.3 Normalização e Classificação ............................................................................................ 6 1.4 Contatos ............................................................................................................................ 6 1.5 Tipos ................................................................................................................................. 6 1.6 Características ................................................................................................................... 6 1.7 Fusíveis DIAZED ............................................................................................................... 7 1.8 Fusíveis SILIZED ............................................................................................................... 8 1.9 Fusíveis NEOZED.............................................................................................................. 8 1.10 Fusíveis SITOR ............................................................................................................... 8 1.11 Fusíveis NH ..................................................................................................................... 9 1.12 Características dos Fusíveis Diazed e NH ...................................................................... 10 1.13 Dirnensionamento de Fusíveis de Baixa Tensão ............................................................ 10 1.14 Curvas Típicas Tempo de Fusão x Corrente dos Fusíveis NH ........................................ 12 1.15 Curvas Típicas Tempo de Fusão x Corrente dos Fusíveis Diazed .................................. 13 1.16 Exercícios ...................................................................................................................... 14 Dimensionamento de Contatores e Relês Térmicos 18 2.1 Dimensionamento de Contatores ..................................................................................... 18 2.2 Categorias de Utilização .................................................................................................. 18 2.3 Partida Direta................................................................................................................... 19 2.4 Partida Estrela Triângulo.................................................................................................. 19 2.5 Partida Compensada ....................................................................................................... 20 2.6 Dimensionamento de Relês Térmicos .............................................................................. 20 2.7 Exercícios Propostos ....................................................................................................... 22 Dimensionamento de Condutores 24 3.1 Generalidades ................................................................................................................. 24 3.2 Dimensionamento pelo Critério da Ampacidade ............................................................... 24 3.3 Dimensionamento pelo Critério da Queda de Tensão ....................................................... 27 3.4 Dimensionamento pelo Critério Watts x metros ................................................................ 40 Dimensionamento de Eletrodutos 43 4.1 Tipos ............................................................................................................................... 43 4.2 Taxa Máxima de Ocupação ............................................................................................. 43 4.3 Eletrodutos Instalados em Caixas de Derivação ............................................................... 44 4.4 Exercícios Propostos: ...................................................................................................... 45 Luminotécnica 48 5.1 Luz .................................................................................................................................. 48 5.2 Fluxo Lumínoso (  ) ........................................................................................................ 48 5.3 Intensidade Luminosa (I) .................................................................................................. 48 5.4 Iluminância (E) ................................................................................................................. 49 5.5 Luminância (L) ................................................................................................................. 49 5.6 Dimensionamento da Iluminação para Ambientes Internos............................................... 49 5.7 Iluminação Industrial ........................................................................................................ 50 5.8 Exercícios ........................................................................................................................ 51 Correção do Fator de Potência 61 6.1 Legislação Atual .............................................................................................................. 61 6.2 Conseqüências na Instalação Devido ao Baixo Fator de Potência .................................... 61 6.3 Principais Conseqüências para a Concessionária e para o Consumidor ........................... 62 6.4 Causas do Baixo Fator de Potência ................................................................................. 62 6.5 Tipos de Correção do Fator de Potência .......................................................................... 62 6.6 Determinação da Potência Reativa Capacitiva ................................................................. 63 6.7 Harmônicos ..................................................................................................................... 63 6.8 Conseqüências Sobre o Fator de Potência em Instalações com Harmônicos ................... 64 6.9 Proteções Contra Harmônicos ......................................................................................... 64 6.10 Exercícios ...................................................................................................................... 65 Cálculo da Provável Demanda Máxima 66 7.1 Generalidades ................................................................................................................. 66 7.2 Carga Instalada ............................................................................................................... 66 7.3 Demanda ......................................................................................................................... 67 7.4Demanda Média de um Consumidor ou Sistema ............................................................... 67 7.5Demanda Máxima do Consumidor .................................................................................... 67 7.6 Provável Demanda, Potência Demandada ou Potência de Alimentação ........................... 67 7.7 Cálculo da Provável Demanda ......................................................................................... 67 1

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Referência Bibliográfica

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CAPÍTULO 1 – FUSÍVEIS DE BAIXA TENSÃO São dispositivos com o objetivo de limitar a corrente de um circuito, proporcionando sua interrupção em casos de curtos-circuitos Generalidades Os dispositivos constituem a proteção mais tradicional dos circuitos em sistemas elétricos. Sua operação consiste na fusão de um elo fusível. O elemento fusível, considerado o "ponto fraco" do circuito, é um condutor de pequena seção transversal, que sofre, devido a sua alta resistência, um aquecimento maior que o dos outros condutores, devido o efeito Joule pela passagem da corrente elétrica. Para uma relação adequada entre a seção do elemento fusível e a do condutor protegido, ocorrerá a fusão do metal do elo, quando o condutor atingir uma temperatura próxima da máxima admissível. O elemento fusível é uma liga em forma de fio ou lâmina, geralmente de cobre, prata, estanho, chumbo, colocado no interior do corpo de porcelana ou papelão do fusível, hermeticamente fechado. Alguns fusíveis possuem um indicador, que permite verificar se o dispositivo fusível operou ou não. É composto por um fio, por exemplo, de aço, ligado em paralelo com o elemento fusível o que libera uma mola após a atuação. Essa mola atua sobre uma plaqueta, ou botão, ou até mesmo um parafuso, preso na tampa do corpo. A maioria dos fusíveis contém em seu interior, material granulado envolvendo por completo o elemento fusível. Este material é o meio extintor; para isso utiliza-se, em geral, areia de quartzo de granulometria conveniente. O elemento fusível pode ter diversas formas. Em função da corrente nominal do fusível, ele é constituído de um ou mais fios ou lâminas em paralelo, com trecho(s) de seção reduzida. No elemento fusível .existe ainda um material adicional, um ponto de solda, cuja temperatura de fusão é bem menor que a do filamento. Funcionamento Para simplificar, analisaremos apenas o elemento fusível em série com os condutores do circuito. O condutor e o elemento são percorridos por uma corrente I, que os aquece. A temperatura do condutor, assume um valor constante. Devido à alta resistência do elemento fusível, este sofre um aquecimento maior (Q2) que é transferido para o meio adjacente, principalmente através das conexões com os condutores, com baixa capacidade de transmissão de calor numa alta temperatura no ponto médio do elemento fusível. A temperatura decresce desde o ponto médio até as extremidades do elemento fusível. Os pontos de conexão não estão submetidos à mesma temperatura do ponto médio, porém possuem uma temperatura maior que a dos condutores (Q2). A temperatura QA não deve ultrapassar um determinado valor para não prejudicar a vida útil da isolação dos condutores em regime permanente, para isto há um valor de corrente correspondente e este valor limite não deve ser ultrapassado. Desta forma, tal valor de corrente é definido como a corrente nominal do fusível. A passagem de uma corrente superior à nominal resulta na elevação da temperatura ao longo do filamento do fusível. Enquanto o pico de temperatura, Qmax, com uma certa margem de segurança, permanece abaixo do ponto de fusão do filamento o fusível permanece intacto, não atuando. O aquecimento necessário à fusão do elemento compõe-se: - do aquecimento necessário à elevação da temperatura até o valor do ponto de fusão, se não ocorrem perdas (ou dissipações) de calor; - do aquecimento necessário à compensação das perdas de calor para meio adjacente ao elemento fusível. Se o fusível for percorrido por uma corrente muito superior à nominal, por exemplo, 10 vezes In, os trechos de seção reduzida das lâminas sofrerão fusão 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 fusão menor que 1ms, os trechos de seção reduzida do elemento fusível serão levados à temperatura de fusão antes que a energia calorífica possa fluir para as partes adjacentes. Após a fusão o elemento fusível está interrompido, porém a corrente que o levou à fusão não é interrompida instantaneamente, sendo mantida pela fonte e pela indutância do circuito. Ela circula através do arco formado no ponto de interrupção do elemento fusível. O arco elétrico, que é estreitamente envolvido pelo elemento extintor, vaporiza o elemento fusível. O vapor do metal sob alta pressão é empurrado contra a areia, onde grande parte do arco é extinta. A areia retira a energia calorifica do arco provocando então sua total extinção. Após o processo resta um material sinterizado. Este material é misturado com vapor do elemento fusível. Os fusíveis de baixa tensão para uso em instalações, podem ser: rolha, cartucho, DIAZED, NH, SITOR, SILIZED, NEOZED. Todos fabricados pela SIEMENS.

Rolha: são fusíveis utilizados em instalações de baixa potência, normalmente residenciais. 3

Figura 1 – Fusível de rolha, Lorenzetti.

Cartucho: devemos considerar que os fusíveis cartucho cobertos pelas normas em referência, geralmente não são os mesmos encontrados à venda em mercados (de fabricação grosseira e baixa confiabilidade), que possuem corpo de papel e sem meio extintor

Figura 2 – Fusíveis de cartucho, tipo faca, Lorenzetti.

Diazed: também chamado de "tipo D" (usualmente designados por "DIAZED", que é marca registrada da SIEMENS). São fusíveis de característica de fusão rápida, utilizados em proteção de circuitos de comandos, de iluminação e em aplicações onde não há picos de corrente. NH: são fusíveis de característica de fusão retardada, ou seja, quando houver um pico de corrente o fusível não atuará instantaneamente; haverá um "tempo de espera" para se verificar se o pico de corrente é um curto-circuito ou simplesmente a corrente de partida da carga. São definidas duas séries de valores padronizadas para tensões nominais (em CA) como está mostrado a seguir: Série I (V) Série II (V) 120 208 220 (230) 240 277 380 (400) 415 500 480 660 (690) 600 As correntes nominais dos fusíveis, 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-fusíveis as correntes nominais devem ser escolhidas dentre os valores citados anteriormente, a menos que haja indicação em contrário. A característica tempo-corrente de um fusível significa o tempo virtual de fusão ou de interrupção, em função da corrente presumida simétrica, sob condições de operação. A faixa compreendida entre a características tempo máximo de interrupção-corrente. A Figura 3 mostra a zona tempo-corrente de um fusível tipo gG e a Figura 4, a de um fusível tipo "aM".

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tc = Tempo convencional lnf = Corrente convencional de não fusão lf = Corrente convencional de fusão

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

Figura 4 – Zona tempo corrente de um fusível tipo aM (menor valor a interronper 4 I N)

Nos fusíveis limitadores de corrente, devido às elevadas sobrecorrentes que ocorrem num curtocircuito, a fusão pode ocorrer em um intervalo de tempo inferior a 5ms, isto é, dentro do primeiro quarto de ciclo. Isto significa uma proteção eficaz e rápida.

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Normalização e Classificação As novas Normas Brasileiras de dispositivos fusíveis de baixa tensão, baseadas na série de publicações IEC 269 (de 1986/87), consideram para a proteção de circuitos (em CA, com tensão até 1kV e em CC até 1,5kV) dispositivos limitadores de corrente, com capacidade de condução de corrente a partir de 6kA. Os fusíveis usados nesses dispositivos são classificados inicialmente de acordo com a faixa de interrupção e com categoria de utilização, sendo usadas para isso duas letras: - a primeira, minúscula: "g" ou "a", indicando a faixa - a segunda, maiúscula, "G" ou "M' indicando a categoria. Os fusíveis "g" são aqueles capazes de interromper todas as correntes que causam a fusão do elemento fusível até sua capacidade de interrupção nominal. São portanto, fusíveis que atuam em toda a faixa. Os fusíveis "a" são capazes de interromper todas as correntes compreendidas entre um valor prefixado (superior a corrente nominal) e a capacidade de interrupção nominal. São assim, fusíveis que atuam em uma faixa parcial. São considerados três tipos de fusíveis: gG, gM e aM. Os gG são de aplicações gerais, utilizados na proteção de circuitos contra elevadas correntes de sobrecarga e contra correntes de curto-circuito. São caracterizados por um único valor de corrente nominal, In. Os fusíveis aM são destinados à proteção de circuitos de motores contra correntes de curtocircuito, sendo também caracterizados por um único valor de corrente nominal, In. Os fusíveis gM constituem um tipo novo, destinado à proteção de circuitos de motores contra correntes de curto-circuito. São caracterizados por dois valores de corrente: o primeiro, In, representa a corrente nominal do fusível. Ich ( sendo Ich > In) refere-se a característica tempo-corrente do fusível, correspondendo à de um fusível G. A codificação é feita por InMIch. Assim, por exemplo, 12M32A indica um fusível gM montado num dispositivo, cuja corrente permanente máxima é de 16A e cuja característica tempo-corrente é igual a de um fusível gG de 32A. As normas ainda classificam os dispositivos fusíveis quanto ao tipo de pessoa indicada para utilização, ou seja, se a pessoa que trabalhará com o fusível é ou não qualificada para tal função. A classificação é: "para uso por pessoa autorizada" e "para uso por pessoas não qualificadas". Os dispositivos fusíveis para uso por pessoa autorizadas (anteriormente denominadas "dispositivos fusíveis para uso industrial") são destinadas a instalação onde os fusíveis são, intencionalmente acessíveis somente para reposição por pessoas BA4 (qualificadas) e BAS (habilitadas). Podem ser gG, ou aM, com correntes nominais até 1.250 A, capacidade de interrupção não inferiores a 50kA (com tensão nominal até 660 V, em CA) ou 25kA (com tensão nominal até 750 V, em CC). Contatos Podem ser com contatos cilíndricos 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 fusíveis para uso por pessoas não qualificadas (anteriormente designados por "dispositivos fusíveis para uso doméstico") destinam-se a instalações elétricas onde os fusíveis são acessíveis e podem ser substituídos por pessoas comuns. São do tipo gG, com correntes nominais 100A, capacidade de interrupção não inferiores a 6kA (com tensão nominal até 240V) ou 20kA (com tensão nominal superior a 240V e até 500V). Características As características básicas dos fusíveis são as que se seguem: 1 -via de regra, de baixo custo; 2 -não possuem capacidade de efetuar manobras e, portanto, são usados normalmente com as chaves; 3 -unipolares e, conseqüentemente, suscetíveis de causar danos a motores pela possibilidade de operação com falta de fase. Podem, por outro lado, não isolar completamente o circuito sob curtocircuito; 4 -possuem características tempo-corrente não ajustável. Esta somente pode ser alterada pela mudança do "tamanho" do fusível (mudança de corrente nominal) ou do tipo de fusível (rápido ou retardado); 6

5 -de operação única, ou seja, sua atuação não é repetitiva e portanto, devem ser substituídos após a atuação por causa de um curto-ciruito; 6 -constituem, essencialmente, uma proteção contra correntes de curto-circuito. Principalmente os limitadores de correntes, que são mais rápidos que os disjuntores para sobrecorrentes extremamente elevadas, sendo em geral, relativamente lentos para pequenas sobrecorrentes; 7 -podem tomar-se defeituosos sob a ação de correntes elevadas que sejam interrompidas por outros dispositivos antes de provocar sua operação. Nestas condições, existe a possibilidade de atuação indevida, sob a ação de correntes subseqüentes, interrompendo desnecessariamente o circuito. Fusíveis DIAZED Os fusíveis DIAZED são elementos limitadores de corrente, que devem ser usados preferencialmente na proteção dos condutores das redes de energia elétrica e circuitos de comando. O conjunto de segurança DIAZED compõe-se dos seguintes elementos: base, parafuso de ajuste, fusível, anel de proteção e tampa. Construído para tensões até 5OOV~ Base: é a peça que reúne todos os componentes do conjunto de segurança. Pode ser fornecida em 2 execuções: - normal: para fixar com parafusos; - dispositivo de fixação rápida: sobre trilho de 32mm, conforme norma DIN 46277; Parafuso de ajuste: construído em diversos tamanhos de acordo com a ampacidade dos fusíveis. Colocado na base, não permite a montagem de fusíveis de maior ampacidade do que previsto. A colocação dos parafusos de ajuste é feita com a chave 5SH3-700-B. Anel de proteção: protege a rosca da base aberta, isolando a mesma contra e chapa do painel e evita choques acidentais na troca dos fusíveis; Tampa: é a peça na qual o fusível é encaixado, permitindo colocar e retirar o mesmo da base, mesmo com a instalação sob tensão. Fusível: é a peça principal do conjunto, dentro do qual montado e elo fusível sendo preenchido com uma areia de baixa granulometria, de quartzo, que extingue o arco voltaico em caso de fusão. Para facilitar a identificação da corrente nominal do fusível, existe um indicador, que tem as cores correspondentes a cada valor de corrente nominal. Este indicador, também chamado de "espoleta", se desprende em caso de queima do elo, sendo visível através da tampa.

Corrente Tipo nominal (A) 2 4 6 10 16 20 25 35 50 63 80 100

Tamanho Rosca Conf. DIN 49515

5SB2 11 5SB2 21 5SB2 31 5SB2 51 DII 5SB2 61 5SB2 71 5SB2 81 5SB4 11 5SB4 21 DIII 5SB4 31 5SC2 11 DIV H 5SC2 21

Código de cor Embalagem (peças)

Rosa Marrom Verde E27 Vermelho Cinzento Azul Amarelo Preto E3 Branco Cobre R1 1/4" Prata Vermelho

7

50

50 20

Peso (kg) 2,6 2,6 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1 5 5,1 5,4 11 11

Fusíveis SILIZED Estes fusíveis têm uma característica ultra-rápida da curva tempo-corrente. São portanto, os ideais para a proteção de aparelhos equipados com semicondutores (tirístores e diodos) .A alta limitação de corrente destes fusíveis permite que a corrente de curto circuito no local da instalação, não atinja valores elevados. Uma faixa amarela. pintada sobre o corpo cerâmico. diferencia os fusíveis SILIZED dos demais. Os acessórios são os mesmos da linha DIAZED.

Corrente Tipo nominal (A)

16 20 25 35 50 63 80 100

5SD4 20 5SD4 30 5SD4 40 5SD4 50 5SD4 60 5SD4 70 5SD5 10 5SD5 20

Tamanho Conf. DIN 49515

Rosca

DII

E27

DIII DIV H

Código de cor

Cinzento Azul Amarelo Preto E33 Branco Cobre R1 1/4" Prata Vermelho

Embalagem (peças)

25

25 10

Peso 100 peças aprox. (Kg) 2,8 2,9 3,1 5 5,1 5,4 11 11

Fusíveis NEOZED São fusíveis de menores dimensões com característica de fusão retardada. Geralmente são apenas mantidos em estoque, pois sua utilização é na reposição para painéis de comandos, São similares aos fusíveis cartucho, porém os fusíveis NEOZED são fabricados pela SIEMENS.

Corrente Tipo nominal (A) 2 4 6 10 16 20 25 35 50 63

5SE2 002 5SE2 004 5SE2 006 5SE2 010 5SE2 016 5SE2 020 5SE2 025 5SE2 035 5SE2 050 5SE2 063

Tamanho conf. DIN 49522

Rosca

D 01

E 14

D 02

E 18

Código de cor Rosa Marrom Verde Vermelho Cinzento Azul Amarelo Preto Branco Cobre

Embalagem (peças)

50

50

Peso 100 peças aprox. (Kg) 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

Fusíveis SITOR São de característica ultra-rápida de fusão com curva de tempo-corrente do tipo gR especialmente indicados para proteção de diodos e tiristores, podendo ser utilizados para proteção de retificadores de alta corrente, Seus acessórios são: bases, punho e saca-fusíveis.

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Tipo

Corrente nominal (A)

3NE4 201 3NE4 202 3NE4 217 3NE4 218 3NE4 220 3NE4 221 3NE4 222 3NE4 224 3NE4 327 (-6) 3NE4 330 (-6) 3NE4 333 (-6) 3NE4 334 (-6) 3NE4 337 (-6)

32 40 50 63 80 100 125 160 250 315 450 500 710

Tamanho conforme DIN 43620 1

Embalagem (peças)

Peso unitário (Kg)

03

0,41

2

03

0,70

Fusíveis NH Os fusíveis limitadores de corrente NH possuem a característica tempo-corrente retardada conforme VDE 0660, VDE 0636 e IEC 269. São construídos para tensões de até 50VCA e 440VCC. São próprios para proteger os circuitos, que em serviço, estão sujeitos a sobrecargas de curta duração, o que acontece na partida direta de motores trifásicos com o rotor em gaiola. Mantém as características conforme as curvas típicas de operação, mesmo quando submetidos à sucessivas sobrecargas de curta duração e são resistentes à fadiga (envelhecimento) quando submetidos à sobrecargas de curta duração.

Figura 5 – Fusíveis NH, fabricante Siemens.

Tamanho

Corrente Tipo nominal (A)

000

6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160

00

Tamanho Corrente nominal (A) 1 40 50 63 80 100 125 160 200 224 250

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

9

Tipo

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

Tamanho Corrente nominal (A) 2 224 250 315 355 400

Tipo

Tamanho Corrente nominal (A) 4 800 1000 1250

Tipo

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

Tamanho Corrente nominal (A) 3 400 500 630

Tipo

3NA3 360 3NA3 365 3NA3 372

3NA3 475 3NA3 480 3NA3 482

Características dos Fusíveis Diazed e NH Corrente nominal: a corrente nominal é a corrente máxima que o fusível suporta continuamente sem provocar a sua interrupção. É o valor marcado no corpo de porcelana do fusível; Corrente de curto-circuito: é o valor de corrente que o fusível é capaz de interromper com segurança. Essa capacidade de ruptura não depende da tensão nominal da instalação, mas sim do produto tensão x corrente, ou seja, da potência; Tensão nominal: é a tensão para a qual o fusível foi construído. Os fusíveis convencionais para baixa tensão são indicados para tensões de serviço em CA até 500V e em CC até 600V. Resistência de contato: é uma grandeza elétrica (resistência ôhmica) que depende do material e da pressão exercida entre as superficies de contato. A resistência de contato entre a base e o fusível é a responsável por eventuais aquecimentos, em razão da resistência oferecida à corrente. Esse aquecimento às vezes pode provocar a queima do fusível; Substituição: não é permitido o recondicionamento dos fusíveis em virtude de não haver substituição adequada do elo de fusão, o que pode comprometer as características tempo-corrente de atuação. Curva tenpo-corrente: em funcionamento o fusível deve obedecer a uma característica: desligaménto-corrente circulante, fomecida pelos fabricantes. Dirnensionamento de Fusíveis de Baixa Tensão A proteção através de fusíveis é muito utilizada em motores. Neste tipo de instalação deve-se considerar a corrente de partida do motor (Ipm), pois o elevado pico de corrente pode cusar a fusão do elo do fusível e, conseqüentemente a interrupção indevida do funcionamento da máquina. Para dimensionar um fusível para um motor a corrente do fusível deve ser: Inf ≤ k x Ipm onde: Inf: corrente nominal do fusível (A); k: fator de muhiplicação; 10

Ipm: corrente de partida do motor (A). O valor de k é determinado em função 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) é determinada em função de Rcpm (relação entre corrente de partida e corrente nominal) do motor: Rcpm = Ipm/In (Rcpm também pode ser obtido pelas tabelas 1 e 2) Desta forma, a corrente de partida do motor será: Ipm = In x Rcpm Quando há um grupo de motores em um mesmo ramal alimentador, utiliza-se o seguinte critério para dimensionar os fusíveis que protegerão todo o grupo, atuando como proteção geral: Inf ≤ Ipmm x k + Σ In Onde: Inf: corrente nominal do fusível (A); Ipmm: corrente de partida do maior motor ou maior corrente de partida do grupo de.motores (A); ΣIn: somatório das correntes dos demais motores do o ou do ramal (A). Obs.: quando dimensionamos os fusíveis 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 é a que causará maior pico de corrente na instalação e considerar também o somatório das correntes nominais dos demais motores (Σ In) Recomendações -Cada motor deve ser protegido por fuíveis individuais, ou seja, não se deve utilizar os mesmos fusíveis para proteger outras cargas; -No caso de haver um agrupamento de motores, os fusíveis que protegem todo o grupo também devem ser capazes de proteger o motor de menor potência; -Geralmente o fusível não atua em condições de sobrecarga, somente em caso de curto-ciruito; -O funcionamento de qualquer motor (partida) não deve comprometer a proteção dos demais motores ligados ao mesmo ramal. Exemplo 1: calcule os fusíveis adequados para um motor de 5cv, trifásico, IV pólos, 380V FF, cuja partida ocorre a vazio. Solução: 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" será: In ≤ 40A

k = 0,5

c) corrente de partida do motor: -pela tabela 1, o valor de Rcpm será: Rcpm = 7,0 d) corrente de partida do motor (lpm): -Ipm = In * Ipm = 7,9 * 7 = 55,3A e) corrente nominal do .fusível (lnf): -Infs ≤ k * Ipm ≤ 0,5 * 55,3 Inf ≤ 27,65A f) seleção do fusível: o motor é acionado a vazio, neste caso podemos utilizar fusível DIAZED. Também é possível utilizar fusível NH, que possui caraterística de fusão retardada. Consultando as curvas tempo de fusão x corrente dos fusíveis DIAZED, temos:

11

-para corrente de partida de 55,3A, há interseção com as curvas dos fusíveis de 10A e 16A. Para o fusível DIAZED - 10A, o tempo de fusão máximo é aproximadamente 400ms. Para o fusível DIAZED 16A o tempo de fusão máximo é aproximadamente 6s. Portanto, o fusível adequado é o DZ - 16A. Aparentemente, podemos considerar o tempo máximo de 6s um valor elevado, mas lembre-se que este valor é o tempo máximo para fusão, ou seja, em caso de curto-circuito o fusível atuará imediatamente. Conclusão: serão utilizados fusíveis DZ -16A para este motor. O fusível DIAZED também pode ser utilizado para proteção de motores, cuja partida ocorre sob carga, pois este fusível também possui um certo retardo na sua fusão. Porém, na prática, utiliza-se com maior freqiiência, para partidas com carga, fusíveis NH retardados, em função do fato da corrente de partida ser extremamente elevada, podendo causar a fusão inadequada do mesmo. Os fusíveis DIAZED são utilizados com maior freqüência para proteção de circuitos de comando. Se desejássemos selecionar fusíveis NH para proteção deste motor, então, consultando o gráfico tempo de fusão x corrente para os fusíveis NH, utilizaríamos o fusível NH - 16A, pois verifica-se um tempo de fusão de aproximadamente 4s (lpm = 55,3A) para este caso. Em alguns casos é possível utilizar fusíveis NH ou DIAZED, em função da forma de partida do motor (a vazio ou com meia carga). Nestas situações, para definir qual tipo de fusível utilizar, deve-se comparar os valores de tempo máximo de fusão que cada fusível oferece. De posse destes, é melhor aplicar o fusível que oferece menor tempo máximo de fusão, lembrando que este valor de tempo não deve ser muito pequeno, pois pode ocorrer a fusão indevida, causada apenas pela corrente de partida. Em motores que são acionados através de partida indireta (estrela-triângulo ou compensada) o dimensionamento dos fusíveis segue o mesmo procedimento de cálculo acima descrito. A única diferença é que devemos observar o valor da corrente que circula no motor quando o mesmo está conectado em estrela ou em triângulo, pois os valores são diferentes como já se sabe. Na partida compensada (realizada através de trafo), devemos observar o aumento da corrente em função dos TAP's do trafo de partida. Curvas Típicas Tempo de Fusão x Corrente dos Fusíveis NH

Figura 6 – Curva característica tempo de fusão/corrente de curto do fusível NH, fabricante Siemens.

1.14.1 Seletividade entre Fusíveis NH A tabela a seguir mostra qual fusível deve-se adotar à montante em função do fusível instalado à jusante do circuito . 12

Montante F1 1250A 1000A 800A 630A 500A 400A 315A 250A 200A 160A 125A 100A 80A 63A 50A 40A 32A 25A 20A 16A 10A 6A

Jusante F2 800A 630A 500A 400A 315A 250A 200A 160A 125A 100A 80A 63A 50A 40A 32A 25A 20A 16A 10A 6A 4A (1) 2A (1)

F1

F2

Curvas Típicas Tempo de Fusão x Corrente dos Fusíveis Diazed

Figura 7 – Curva característica tempo de fusão/corrente de curto-circuito de fusíveis Diazed, 500V, tipo retardado, Siemens.

13

1.15.1 Seletividade entre Fusíveis Diazed

Montante F1 100A 80A 63A 50A 35A 25A 20A 16A 10A 6A

Jusante F2 63A 50A 35A 25A 20A 16A 10A 6A 4A 2A

Exercícios 1- Dimensione os fusíveis para um motor trifásico, UI = 220V, IV pólos, 30cv, (y - ∆). 2- Dimensione os fusíveis para um motor trifásico, II pólos, Uf = 220V, 20cv, (y - ∆). 3- Dimensione os fusíveis para um motor monofásico, 4 pólos, 7,5cv, ligado em 220V. 4motores: -

Dimensione os fusíveis (inclusive o fusível geral) para urn circuito que alimenta os seguintes motor trifásico, IVpólos, 10cv, Uf = 127V; motor monofásico, IV pólos, 5cv, ligado em 127V; motor trifásico, II pólos, 30cv, UI = 380V, (Y - ∆)

5- Dimensione somente o fusível geral que alimenta os seguintes motores: - motor trifásico, IV pólos, 50cv, Ul = 380V; - motor trifásico, IV pólos, 75cv, UI = 380V.

14

Carecterísticas dos motores elétricos Potência Nominal

Corrente Nominal

Rotação

Cos



cv

220V

380V

rpm

-

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

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

Corrente (220 V)

Velocidade

A

rpm

Potência Nominal cv

kW

cos



100%) -

Potência Ativa

Conjugado Nominal

kW mkgf Motores de II pólos 0,7 0,208 2,2 0,619 4,0 1,020 5,5 1,540 7,5 2,050 11,0 3,070 15,0 3,970 18,5 4,960 22,0 5,960 30,0 7,970 37,0 9,920 45,0 11,880 55,0 14,840 75,0 19,720 90,0 24,590 110,0 29,460 Motores de IV pólos 0,7 0,42 2,2 1,23 4,0 2,07 5,5 3,10 7,5 4,11 11,0 6,12 15,0 7,98 18,5 9,97 22,0 11,97 30,0 15,96 37,0 19,95 45,0 23,87 55,0 29,75 75,0 39,67 90,0 49,31 110,0 59,17 132,0 70,81 150,0 80,00 160,0 86,55 185,0 95,35 220,0 118,02 280,0 149,09 355,0 186,55 450,0 235,37

(a

Relação Ip/In

Relação Cp/Cn

Rendimento

Momento de inércia

-

-

%

Kgm

Tempo (s) rotor bloqueado Trb

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

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

Relação In/In

Relação Cp/Cn

Conjugado Nominal Cm/Cn

-

-

mkgf

2,9 2,9 3,0 2,8 2,8 2,1 2,1 3,0 2,8 3,0 3,0 2,9 3,0 3,0 3,0

2

Rendimento

Mom. de inércia

-

%

-

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

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

II pólos 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

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

IV pólos

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 são médios, podendo apresentar variações conforme o fabricante.

15

TRANSMISSÃO À CORREIA

d2 

d 1 .n1 1,03.n2

V

d 1 .n1 d .n  2 2 19.100 19.100

n1- Rotação da polia motriz (rpm) n2- Rotação da polia acionada (rpm) d1- Diâmetro da polia motriz (mm) d2- Diâmetro da polia acionada (mm) 1,03- Porcentagem de escorregamento (%) V- Velocidade da correia (m/s) POTÊNCIA TRANSMITIDA POR UMA CORREIA

P

4.V .S . d 17

P- Potência transmitida por uma polia (CV) V- Velocidade da polia (m/s) S- Seção tranversal da correia (cm2) d- Diâmetro da polia (m) CONVERSÃO DE UNIDADE DE POTÊNCIA Multiplicar Por Para obter CV 0,736 kW kW 1,36 CV

Fusíveis NH Tamanho

00

Tamanho

4

Corrente nominal (A) 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160

Tipo

Tamanho

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

Corrente nominal (A) 800 1000 1250

Tipo

3NA3 475 3NA3 480 3NA3 482

Corrente nominal (A) 40 50 63 80 100 125 160 200 224 250

Tipo

Tamanho

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

2

Bases

Corrente nominal (A) 224 250 315 355 400

Tipo

Tamanho

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

3

Punhos

Corrente nominal (A) 160 250 400 630 1250

Tipo

3NX1 011

3NH3 030-Z 3NH3 230-Z 3NH3 330-Z 3NH3 430-Z 3NH3 520

Corrente nominal (A) 6 a 1250 6 a 1250

Fusíveis DIAZED Corrente nominal (A) 2 4 6 10 16 20 25

Tipo

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



Tipo

5SB4 11 5SB4 21 5SB4 31

Corrente nominal (A) 80 100

Tipo

1)

5SC2 11 5SC2 21

1) somente para reposição

16

Tipo

3NX1 011 3NX1 012 com luva

Tipo

3NA3 360 3NA3 365 3NA3 372

Bases Fixação Corrente nominal (A) Por 2 a 25 parafusos 35 a 63 Rápida por engate em termoplás -tico Rápida por engate em chapa de aço

Tampas Para Tipo bases de: (A) 25 5SH1 12 63 5SH1 13

Tipo

5SF1 024 5SF1 224

2 a 25 35 a 63

5SF1 002-B 5SF1 202-B

2 a 25 35 a 63

5SF1 005 5SF1 205

Coberturas unipolares Para Tipo bases de (A) 25 5SH2 02 63 5SH2 22

Parafusos de Ajuste Corrente Tipo nominal (A) 2 4 6 10 16 20 25 35 50 63

Anéis de proteção Para Tipo bases de: (A)

25 63

5SH3 32 5SH3 34

Chave parafusos de ajuste Para Tipo parafusos de ajuste de (A) 2 a 63 5SH3 700-B

Trilho suporte Tamanho e Tipo comprimento 35 x 7,5 mm 5ST0 141 2 metros

Secionadores – fusíveis tripolares 3NP Manobra sob carga Corrente nominal de serviço/e

Tipo

Proteção de Dimensões (mm) curto-circuito

Fusíveis máximos (tamanho) (A) AC-21 500V (A) 160

AC-22 500V (A) 160

AC-23 380V (A) 125

500V (A) 80

3NP40 80-0CA00

250

250

250

200

3NP42 90-0CA00

NH

00 160 1 250

L 108

H 172

P 88

185

255

115

Secionadores – fusíveis tripolares 3NN Manobra em vazio Corrente nominal Tipo de serviço /e


AC-20 500V (A)

Fusíveis Máximos NH (tamanho) (A)

400

3NN0 400

630

3NN0 630

2 400 3 630

17

5SH3 10 5SH3 11 5SH3 12 5SH3 13 5SH3 14 5SH3 15 5SH3 16 5SH3 17 5SH3 18 5SH3 20

L 282

H 310

P 145

282

310

160

Secionadores tripolares S32 Manobra sob carga Corrente nominal de serviço/e

Tipo

1)


Fusíveis máximos NH (tamanho) (A) AC-21 500V (A) 160 250 400 630 1000 1250 1600

AC-22 500V (A) 160 250 400 630 1000 1250 1250

AC-23 380V (A) 102 139 190 382 447 870 870

500V (A) 65 79 158 317 425 685 685

S32S32S32S32S32S32S32-

160/3 250/3 400/3 630/3 1000/3 1250/3 1600/3

160 250 400 630 1000 1250 -

L 158 205 205 293 293 385 385

H 122 135 147 192 203 280 360

P 127 145 145 215 215 230 230

Secionadores tripolares com porta-fusíveis S37 Manobra sob carga Corrente nominal de serviço/e

Tipo

1)


Fusíveis Máximos DIAZED e NH (tamanho) (A) AC-21 500V (A) 63

AC-22 500V (A) 63

AC-23 380V (A) 63

440V (A) 63

500V (A) 63

S37- 63/3

125

125

125

125

64

S37- 125/3

160

160

160

160

160

S37- 160/3

250

250

250

250

250

S37- 250/3

400

400

400

375

310

S37- 400/3

630

630

630

630

630

S37- 630/3

DII 63 00 125 00 160 1 250 2 400 3 630

L 158

H 135

P 172

158

135

212

205

150

212

293

200

328

293

200

328

385

280

355

1) Consulte os acionamentos para instalar na porta do painel. CAPÍTULO 2 – DIMENSIONAMENTO DE CONTATORES E RELÊS TÉRMICOS Dimensionamento de Contatores Os contatores são chaves destinadas a estabelecer um circuito e/ou carga, assim como também interromper a alimentação do mesmo. É um equipamento que suporta com segurança a corrente de partida do motor, pois possuem câmara de extinção de arco elétrico, que garante alta confiabilidade e proteção dos contatos de força. Categorias de Utilização As categorias definem os tipos de serviços nos quais os contatores serão utilizados.

18

Corrente Alternada AC1 AC2 AC3 AC4

Corrente Contínua DC1 DC2 DC3 DC4 DC5

Aplicações Cargas pouco indutivas ou não indutivas (ex: fornos de resistências). Partida de motores em anel (com ou sem frenagem por contra-corrente). Partida de motores de indução tipo gaiola. Desligamento do motor em condições normais. Partida de motores de indução tipo gaiola. Manobras de ligação intermitente, frenagem por contra-corrente e reversão. Aplicações Manobras de circuitos de corrente contínua, que no momento da interrupção se manifesta uma auto-indução. Manobras de motores de corrente contínua. Manobras de motores de corrente contínua, excitação paralela, com frenagem por contra-corrente e motores que sofram interrupção no circuito no momento da partida. Manobras de motores de corrente contínua, excitação série em funcionamento normal. Manobras de motores de corrente contínua, excitação série com frenagem por contracorrente.

Partida Direta É a partida na qual o motor é acionado na conexão que permanecerá funcionando em regime permanente. O motor pode ser acionado em estrela, triângulo, estrela série, triângulo série, etc. Na partida direta a corrente máxima que o contator deve suportar é maior ou igual à corrente do motor: Inc ≥ Inm Onde: Inc: corrente nominal do contator (A); Inm: corrente nominal do motor (A). Partida Estrela Triângulo Nos motores de médias potências, utiliza-se a partida indireta, ou seja, o motor é acionado em uma conexão para reduzir o efeito da corrente de partida e, em seguida, é feita uma nova conexão na qual o motor permanecerá conectado enquanto estiver funcionando (em regime permanente). A aplicação mais simples e comum deste tipo é a partida estrela-triângulo (Y - ∆), muito utilizada em motores que geram altos picos de corrente no momento da partida. As concessionárias determinam a faixa de potência para a qual deve-se aplicar partida estrelatriângulo, normalmente acima de 7 ,5cv já se exige partida indireta. Quando o motor é acionado em estrela cada bobina do motor fica submetida a uma tensão 3 vezes menor que a tensão de alimentação, sendo a corrente igual a corrente de linha. Quando a ligação é feita em triângulo, cada bobina fica submetida à tensão da rede, sendo a corrente menor que a corrente de linha. -

Ligação Estrela Uf =

U

-

Ligação Triângulo Uf = U 

3

If =

If = I 

I 3

Possibilidade de ligação de motores de indução através de chave estrela-triângulo Ligação dos enrolamentos (V) 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

Tensão de Alimentação (V) 220 380 220 380 440 380 220 380 440

Partida com chave estrela-triângulo Possível em 220V Não é possível Possível em 220V Não é possível Não é possível Possível em 380V Possível em 220V Não é possível Possível em 440V

Sabemos que para a partida estrela-triângulo são necessários três contatores: - C1 conecta os treminais 1,2 e 3, do motor, às fases; 19

3 vezes

-

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

Portanto, a corrente em cada contator será: - os contatores C1 e C3 (ligação triângulo):

Inc ≥

Inm 3

Onde: Inc = corrente nominal do contador (A); Inm = corrente de linha nominal do motor (A); -

o contator C2 (conecta o motor em estrela): Inc ≥ 0,333 * Inm

Partida Compensada Quando utilizamos motores de potências relativamente elevadas (50cv ≤ P ≤ 200cv), devemos utilizar outro método de partida, pois nestas condições, mesmo a partida estrela-triângulo provocaria grande impacto na rede no momento da partida. A partida compensada utiliza um autotransformador, com TAP's para obtenção de tensões menores. Desta forma a partida é mais suave, pois a medida que o motor aumenta sua rotação, também aumenta a sua tensão de alimentação. Um circuito de comando automático aciona contatores que por sua vez, conectam o motor em TAP's de maior tensão do autotransformador, até que se chegue na tensão nominal de trabalho do motor. Considerando o esquema abaixo com os contatores Cl, C2 e C3 o critério de cálculo é o seguinte: - dimensionamento de Cl: Inc ≥ Inm onde: Inc = corrente nominal do contator (A); Inm = corrente nominal do motor (A). - dimensionamento de C2: onde: k = fator multiplicador;

Inc ≥ K2 * Inm

- dimensionamento de C3:

Inc ≥ (k – k ) * Inm

2

Os valores de k são determinados em função do tap do autotransformador conectado ao motor: TAP do autotrafo 80% da tensão nominal 65% da tensão nominal 50% da tensão nominal

Valor de k 0,80 0,65 0,50

Dimensionamento de Relês Térmicos Os relês térmicos são a proteções mais eficazes contra sobrecargas em motores elétricos. Para dimensioná-los basta conhecer o fator de serviço (f s) do motor. Portanto, o critério para determinar a corrente de ajuste do relê térmico é: laj = k1 * Inm Onde: Iaj = valor de corrente que deve ser ajustado no relê (A); K1 = fator multiplicador, determinado em função do fator de serviço (fs) do motor. Os valores que k1 pode assumir são: k1 = 1,15 para motores cujo fs < 1,15; 20

K1 = 1,25 para motores cujo fs ≥ 1,15. Todo relê térmico possui uma faixa de corrente, na qual ele atua. O valor de corrente a ser ajustado deve ser, de preferência, um valor que esteja no meio da faixa de atuação do relê. Isto evita que sejam feitos ajustes para o valor limite (máximo ou mínimo) do relê. Este procedimento pode ainda tornar mais flexível o ajuste da corrente limite de sobrecarga, pois em muitos casos o motor opera com uma sensível sobrecarga, então é necessário calibrar a corrente limite de sobrecarga do relê para tolerar esta. Exemplo: supondo que a corrente de ajuste do relê seja Iaj = 10A, devemos selecionar um relê com uma faixa de atuação de 8 -12,5A, relê 3UA50 00 1K -SIEMENS:

Exemplo 1: determine o contator e o relê térmico adequados para um motor trifásico, 5cv, IV pólos, 380V, fator de serviço fs = 1,15, cujo contator irá operar conforme a categoria AC4. A tensão de comando é de 110V. Solução: a) corrente nominal do motor (ln): consultando a tabela 1, capítulo I b) dimensionamento do contator: Inc ≥ In

In = 13,7 A

Inc ≥ 13,7 A, logo: contator 3TB44 17-0A G1 SIEMENS

c) corrente de ajuste do relê térmico: sabendo que f s = 1,15, então: Iaj = 1,15 * 13,7 = 15,76A d) seleção do relê térmico: sabendo que a corrente de ajuste é Iaj = 15,76A, consultando o catálogo SIEMENS em anexo encontramos: relê 3UA52 00 - 2C, SIEMENS (atua na faixa de 16 a 25A). Exemplo 2: determine os contatores e o relê térmico adequados para um motor trifásico, 10cv, IV pólos, 380V, fator de serviço fs = 1,35, sabendo que sua partida é estrela triângulo, a categoria de trabalho é AC4 e a tensão de comando é de 220V. Solução: a) corrente nominal do motor (ln): consultando a tabela 1, capítulo I

In = 15,4A

b) dimensionamento dos contatores C1 e C3 (conectam o motor em triângulo):

Inc 

In 3

 Inc 

15 ,4 3

 Inc  8 ,9 A

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

Inc  0,333* In  0,333* 8,9  2,96 A -contator C2: neste caso é possível selecionar o contator observando apenas a capacidade de condução do contator como se o mesmo fosse operar na categoria AC3: 3TB40 10 - OA Nl, SIEMENS. d) corrente de ajuste do relê térmico: sabendo que a corrente nominal é de 15,4A e o f s = 1,35 a corrente de ajuste será:

Iaj  1,25 * 15,4  19 ,25 A

e) seleção do relê térmico: sabendo que a corrente de ajuste é Iaj = 19,25A, consultando o catálogo SIEMENS em anexo encontramos: relê 3UA52 00- 2C, SIEMENS (atua na faixa de 16 a 25A). Exemplo 3: dimensione os contatores para um motor de 75cv, IV pólos, 380V, fs = 1,20, sabendo que sua partida é feita através de um autotrafo, ou seja, a partida é compensada, a categoria de 21

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

Inc  In  Inc  101,1A - o contato C1 será 3TF50 22 - OA N1, SIEMENS. b) dimensionamento do contator C2:

Inc  K 2 * In  0 ,65 * 101,1  Inc  65,72 A - o contator C2 será 3TF48 22 - OA N1, SIEMENS c) dimensionamento do contator C3:

Inc  ( K  K 2 )* In  ( 0 ,65  0 ,65 2 )* 101,1  27 ,76 A - o contator C3 será 3TB44 17- OA N1, SIEMENS d) corrente de ajuste do relê térmico: sabendo que a corrente nominal é de 101,1A e o f s = 1,20 a corrente de ajuste será:

Iaj  1,25 * 101,1  126 ,38 A e) seleção do relê térmico: sabendo que a corrente de ajuste Iaj = 126,38A e o fator de serviço o relê será 3UA6200 - 3K, SIEMENS. Exercícios Propostos 01- Calcule o contator e o relê térmico adequados para um motor monofásico, 5cv, 127V, IV pólos, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3 e tensão de comando de 110V. 02- Calcule o contator e o relê térmico adequados para um motor trifásico, 7,5cv, IV pólos, 220V, f s = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC4, tensão de comando de 220V e partida direta. 03- CaÍcule os contatores e o relê térmico adequados para um motor trifásico, 20cv, II pólos, 380V, f s = 1,20, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 110V e partida estrelatriângulo. 04- Calcule os contatores e o relê térmico adequados para um motor trifásico, 125cv, IV pólos, 380V, f s = 1,25, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 220V e partida compensada. 05- Calcule os fusíveis, contatores e relê térmico para um motor trifásico, 15cv, IV pólos, 220V, f s= 1,25, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 110V e partida estrelatriângulo. 06 -Dimensione os fusíveis, contatores e relê térmico para um motor trifásico, 150cv, IV pólos, 440V, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 110V e partida compensada. 07- Dimensione os fusíveis, contatores e relê térmico para um motor trifásico, 175cv, IV pólos, 440V, f s = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 220V e partida compensada. 08- Dimensione os fusíveis, contatores e relê térmico para um motor trifásico, 40cv, IV pólos, 220V, f s = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 220V e partida compensada. 09- Dimensione os fusíveis, contatores e relê térmico para um motor trifásico, 60cv, II pólos, 440V, f s = 1,15, regime de trabalho conforme categoria At3, tensão de comando de 110V e partida compensada. 22

10- Dimensione os fusíveis, contatores e relê térmico para um motor trifásico, 3Ocv, IV pólos, 380V, f s = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 220V e partida estrelatriângulo.

Diagrama de Ligação dos Contatores Tripolares 3TB/3TF (Cortesia Siemens)

23

Consumo de Bobinas

*

60Hz Ligação Permanente Contator (VA) (VA) (cos  ) (cos  ) 3TB40 87 12 3TB41 0,79 0,3 3TB42 87 12 3TB43 0,79 0,3 95 12 3TB44 0,79 0,3 3TF46 233 21 3TF47 0,54 0,29 410 39 3TF48 0,4 0,24 680 48 3TF50 0,4 0,25 1090 70 3TF52 0,31 0,28 1710 105 3TF54 0,26 0,27 1710 105 3TF55 0,26 0,27 2960 146 3TF56 0,18 0,33 1700 49 3TF57 0,19 900 110 3TB58 0,8 0,6 *Bobinas no estado frio e com tensão de comando nominal

50Hz Permanente (VA) (cos  ) 10 0,29 10 0,29 10 0,29 17 0,29 32 0,23 39 0,24 58 0,26 84 0,24 84 0,24 115 0,33 49 0,19 110 0,6

Ligação (VA) (cos  ) 68 0,82 69 0,82 69 0,86 183 0,6 330 0,5 550 0,45 910 0,38 1430 0,34 1430 0,34 2450 0,21 1700 900 0,8

CAPÍTULO 3 - DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES 3.1-Generalidades Nas instalações elétricas de baixa tensão, residenciais, industriais, prediais ou comerciais é possível utilizar com segurança não somente condutores de cobre (Cu), mas também de alumínio (AI). Algumas comparações entre os dois tipos são apresentadas a seguir: Alumínio (Al) Mais leve Conduz menos Menor preço Seção maior Oxidação maior Maior resistência mecânica

Cobre(Cu) Mais pesado Conduz mais Maior preço Seção menor Oxidação menor Menor resistência mecânica

Em regiões litorâneas ou em ambientes agressivos quimicamente, é melhor utilizar condutores de cobre, pois resistem mais à oxidação ou a ataques químicos. As seções mínimas dos condutores em instalações elétricas de baixa tensão são estabelecidas pela norma NBR-5410, do seguinte modo: a

Utilização do circuito Iluminação e TUG‟s (110W) TUG‟s coz., área de serviço e garagem (600W) TUE (micro-ondas, chuveiro, etc.) Circuitos de força Circuitos de comando

Seção mínima (mm ) 1,5 2,5 2,5 2,5 1,0

3.2-Dimensionamento pelo Critério da Ampacidade 24

Este critério é utilizado para dimensionamento de condutores, considerando o fato de que dificilmente haverá poucos condutores alojados nos eletrodutos, ou seja, deve-se levar em consideração o fator de correção de agrupamento " (FCA) dos cabos no interior do eletroduto. A temperatura de trabalho dos condutores é normalmente superior à temperatura ambiente, por isso também leva-se em consideração o fator de correção de temperatura (FCT). A corrente de projeto é determinada em função do tipo da carga, através das seguintes equações: - circuito monofásico:

- circuito bifásico:

- circuito trifásico

Ip 

Ip 

Ip 

Pn U f .cos .

Pn U  .cos . Pn

U  . 3 .cos .

Onde: Ip: corrente de projeto (A); Pn: potência nominal (W); Uf: tensão de fase (V); U  : tensão de linha (V);

cos : fator de potência;

 : rendimento.

Desta forma é possível determinar a corrente de projeto corrigida (l p‟) em função dos condutores adjacentes e da temperatura de trabalho:

I p' 

Ip FCT * FCA

Onde: Ip': corrente de projeto corrigida (A); Ip: corrente de projeto (A); FCA: fator de correção de agrupamento; FCT: fator de correção de temperatura. Isolação 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 correção de projeto para temperaturas (FCT) diferentes de 30°C para cabos não enterrados e de 20°C (temperatura do solo) para cabos enterrados. Temperatura C°

PVC

25

Tipo de isolação

Cloreto de polivinila (PVC) Borracha etileno-propileno (EPR) Polietileno-reticulado (XLPE)

Temperatura máxima para serviço contínuo (Condutor) - °C 70 90 90

Temperatura limite de sobrecarga (Condutor) - °C 100 130 130

Temperatura limite de curto-circuito (Condutor) – C° 160 250 250

Tabela 3.2 – (tabela 29 da NBR=5410/90) Temperaturas Características dos Condutores

Exemplo 1: sabendo que em um eletroduto há vários condutores pertencentes a vários circuitos diferentes, calcule (pelo critério da ampacidade) a seção (em mm 2) ideal para o circuito que alimenta o apartamento 101 (QD-101). A isolação dos condutores é de PVC, temperatura de trabalho de aproximadamente 35°C, condutores instalados em eletroduto de PVC rígido embutido em alvenaria.

Solução: a) determniar o tipo ou meneira de instalação do cabo: - pela tabela 3.8 verificamos que, neste caso, a forma de instalação é a B-5; b) cálculo da corrente de projeto(Ip): (considerar um circuito trifásico equilibrado)

Ip 

Pn U  * 3 * cos .



3600 220 * 3 * 0 ,9 * 0 ,92

 114 ,10 A

c) fator de correção de temperatura (FCT): - a temperatura de trabalho é 35°Ce a isolação dos condutores é de PVC, portanto, pela tabela 3.1 obtemos: FCT = 0,94 d) fator de correção de agrupamento (FCA): - O fator de correção de agrupamento considera o número 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) não é considerado condutor carregado. Neste caso, temos então 16 condutores carregados no trecho compreendido entre o QDG até a caixa de passagem (CP).

Ncirc 

Nel Nfases

Onde: Ncirc = número de circuitos carregados; Nel = número de condutores carregados existentes no eletroduto; Nfases = número de fases do circuito em análise.

- neste caso teremos: 26

Ncirc 

16 ~ 5 circuitos 3

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

I p' 

Ip FCT * FCA



114 ,10  202 ,30 A 0 ,94 * 0 ,6

f) seção do(s) condutor(es) (mm 2): - pela tabela 3.13, coluna B, 3 condutores carregados obtemos o cabo de 95mm 2. O condutor neutro é 2 2 obtido pela tabela 3.20 e será 50mm e o condutor de proteção (terra), pela tabela 3.21, será 50mm . 3.3-Dimensionamento pelo Critério da Queda de Tensão Sabemos que a distância também influencia no dimensionamento dos condutores, pois quanto maior a distância maior será a impedância do condutor e, conseqüêntemente, haverá uma queda de tensão considerável. A NBR-5410/90 estabelece o limite máximo de 7% para queda de tensão máxima em instalações que tenham subestação ou transformador próprio. Este valor é tomado desde a origem da instalação (transformador) até o final do circuito terminal ( carga). As concessionárias estabelecem limites mais rigorosos- É o caso da COPEL -Companhia Paranaense de Energia Elétrica, que determina 5,5% para o limite acima citado

Figura 8 – Sugestão de aplicação de ércentuais de queda de tensão nos diversos trechos de uma instalação alimentada diretamente por subestação de transformação, de forma a obter-se o limite máximo admissível de 7% de queda de tensão (conforme NBR-5410/90)

Figura 9 – Sugestão de aplicação de percentuais de queda de tensão nos diversos trechos de uma instalação alimentada diretamente por subestação de transformação, de forma a obter-se o limite máximo admissível de 5,5% de queda de tensão (conforme a NTC 9-01110 – COPEL)

27

Disposição dos cabos

Agrupados sobre uma superfície ou contidos em eletrodutos, calha ou bloco aveolado Camada única em Contíguos parede ou piso Espaçados Camada única ou Contíguos teto Espaçados

Fatores de Correção Número de Circuitos ou Cabos Multipolares 4 5 6 7 8 9 10

1

2

3

1

0,8

0,7

0,65

0,6

0,55

0,55

0,5

0,5

1 1 0,95 0,95

0,85 0,95 0,8 0,85

0,8 0,9 0,7 0,85

0,75 0,9 0,7 0,85

0,75 0,9 0,65 0,85

0,7 0,9 0,65 0,85

0,7 0,9 0,65 0,85

0,7 0,9 0,6 0,85

0,7 0,9 0,6 0,85

12

14

>=16

0,5

0,45

0,45

0,4

0,7 0,9 0,6 0,85

0,7 0,9 0,6 0,85

0,7 0,9 0,6 0,85

0,65 0,9 0,55 0,85

Tabela 3.3 – Fatores de correção 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 superfície.

Notas: a) Esses fatores são aplicáveis a grupos uniformes de cabos, uniformemente carregados. b) Quando a distância horizontal entre cabos adjacentes for superior ao dobro de seu diâmetro externo, não é necessário aplicar nenhum fator redutor. c) A indicação “espaçados” significa uma distância igual a um diâmetro entre superfícies adjacentes. d) Os mesmos fatores de correção são aplicáveis a: grupos de 2 ou 3 condutores isolados ou cabos unipolares; cabos multipolares. e) Se um sistema é constituído tanto de cabos bipolares como de cabos tripolares, o número total de cabos é aplicado às tabelas de 2 condutores carregados, para os cabos bipolares, e às 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 são médios para faixa usual de seções nominais e para as maneiras de instalar indicadas na Tabela 3.8. Obs: para obter o fator de correção 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. A – Instalações alimentadas diretamente por um ramal de baixa tensão, a partir de uma rede de distribuição pública de baixa tensão. B – Instalações alimentadas por subestação de transformação ou transformador, a partir de uma instalação de alta tensão. C – Instalações que possuam fonte própria.

Iluminação

Outros Usos

4%

4%

7%

7%

7%

7%

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

Notas: 1) Nos casos B e C, as quedas de tensão nos circuitos terminais não devem ser superiores aos valores indicados em A; 2) Nos casos B e C, quando as linhas principais de instalação tiverem um comprimento superior a 100m, as quedas de tensão podem ser aumentadas de 0,005% por metro de linha superior a 100m, sem que no entanto, essa suplementação seja superior a 0,5%. 3) Quedas de tensão maiores que as da tabela acima, são permitidas para equipamentos com corrente de partida elevada, durante o período de partida, desde que dentro dos limites permitidos em suas normas respectivas. Sistemas Diretamente Aterrados Faixas

I II

Corrente Aterrada Entre fase e terra U < 50 50< U< 600

Corrente Contínua

Sistemas não Diretamente Aterrados Corrente Corrente Alternada Contínua

Entre pólo e Entre pólos Entre fases terra U < 50 U < 120 U < 120 U < 50 50 < U < 1000 120 < U < 900 120 < U < 1500 50 < U < 1000 Entre fases

Tabela 3.5 – Faixas de Tensão (em Volts) Fonte: Anexo A - NBR 5410/90

28

Entre pólos U < 120 120 < U < 1500

Características dos Cabos de Alumínio Peso – (Kg/Km) Condutores de Alumínio Seção (mm2) 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630 800 1.000

Cabos CAA (Alumínio com alma de aço) 2,71 2,96 -4,05 4,30 -6,76 7,08 -10,81 11,32 -16,22 16,88 -27,03 27,90 41,02 43,25 44,78 65,16 67,58 70,10 101,81 94,61 97,97 122,22 -139,13 204,54 -195,63 285,27 -265,93 388,00 -333,40 486,10 -416,89 609,59 -513,78 752,03 -669,27 976,53 -833,65 1.217,58 -1.114,03 1.524,63 -1.391,58 1.903,16 -1.749,54 2.380,28 -2.224,08 3.024,72 -2.790,59 -Tabela 3.7 – Características dos Cabos de Alumínio Fios

Cabos CA (Alumínio)

29

Condutores de cobre equivalente (mm2)

Equivalência Prática AWG/MCM x Série Métrica Considerando PVC/60°C x PVC/70°C PVC/60°C – EB ABNT PVC/70°C – NBR – 6148 ABNT AWG/MCM Ampéres Série Métrica Ampéres 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 – Equivalência prátiva AWG/MCM x Série Métrica

0,75 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 95 120 150 185 240 300 400 500 630

A

B

C

D

E F G H J K L M N P Q

Ref. 1 2 3 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 1 2 3 -

Descrição Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto embutido em parede termicamente isolante Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em parede isolante. Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em letroduto contido em canaleta fechada. Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente. Condutores isolados ou cabos unipolares em calha. Condutores isolados ou cabos unipolares em moldura. Condutores isolados, cabos unipolares ou cabos multipolares em eletroduto contido em canaleta aberta ou ventilada. Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto embutido em alvenaria. Cabos unipolares ou cabo multipolar contido(s) em blocos alveolados. Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente fixados em parede ou teto. Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em alvenaria. Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta aberta ou ventilada. Cabo multipolar em eletroduto aparente. Cabo multipolar em calha Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo. Cabos unipolares ou cabo multipolar enterrado(s) (diretamente) no solo. Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta fechada. Cabo multipolar ao ar livre. Condutores isolados e cabos unipolares agrupados ao ar livre. Condutores isolados e cabos unipolares espaçados ao ar livre. Cabos multipolares em bandejas não perfuradas ou em prateleiras. Cabos multipolares em bandejas perfuradas. Cabos multipolares em bandejas verticais perfuradas. Cabos multipolares em escadas para cabos ou em suportes. Cabos unipolares em bandejas não perfuradas ou em prateleiras. Cabos unipolares em bandejas perfuradas. Cabos unipolares em bandejas verticais perfuradas. Cabos unipolares em escadas para cabos ou em suportes.

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

O dimensionamento de condutores considerando a queda de tensão, é feito através da seguinte equação:

 Vunit 

e* U * I p

[V/A . Km]

onde: ∆Vunit = valor da queda de tensão unitária (V/Akm); e = queda de tensão 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 critério da queda de tensão, seguimos o roteiro a seguir: a) determinar qual a maneira de instalar (tabela 3.8); b) material do eletroduto (magnético ou não magnético); c) tipo do circuito (monofásico, bifásico ou trifásico); d) calcular a corrente de projeto (lp); e) medir o comprimento do trajeto do circuito (Km) f) tipo de isolação do condutor: PVC, XLPE ou EPR; g) tensão nominal do circuito (V); h) queda de tensão admissível normalizada (e%, figuras 3.1, 3.2 ou tabela 3.4). Após calculado o valor da queda de tensão unitária (∆ Vunit),consultamos as tabelas de quedas de tensão dos condutores (tabelas 3.9, 3.10, 3.11) e verificamos qual condutor possui o valor mais próximo inferior.Este é o condutor mais adequado, pois oferece uma queda de tensão menor que a máxima permitida calculada (∆ Vunit). Para certificar-se que o condutor é realmente adequado para determinada carga, deve-se verificar a capacidade de condução do mesmo (tabelas 3.12, 3.13, 3.14 ou 3.15) dependendo das condições de instalação deste condutor e comparando com a corrente de projeto calculada.

30

Tabela 3.9 – Queda de Tensão Unitária, em Volt/Ampére.Km, Condutores com Isolação em PVC (Cortesia: Siemens S/A)

Notas: a) As dimensões do eletroduto e da calha fechada adotadas, são tais que a área dos fios ou cabos não ultrapasse 40% da área interna dos mesmos (taxa de ocupação 40%). b) Nos blocos alveolados, só devem ser usados cabos vinil 0,6/1kV. c) Aplicável à fixação direta à parede ou teto, calha aberta, ventilada ou fechada, poço, espaço de construção, bandeja, prateleira, suportes sobre isoladores e linha aérea. d) Aplicável também aos condutores isolados, por exemplo, fios e cabos noflam BWF sobre isoladores e em linha aérea. e) Os valores tabelados são para fios e cabos com condutores de cobre. Exemplo 2: dimensione os condutores do circuito do exemplo 1, pelo critério da queda de tensão. Solução: seguindo o roteiro de cálculo dado, temos:

31

a) b) c) d) e) f) g) h)

forma de instalação dos cabos (consulte a tabela 3.8): maneira B-5; material do eletroduto: PVC  não magnético; tipo do circuito: trifásico corrente de projeto (Ip): 114,10A (calculada no exemplo 1); comprimento do trajeto: 6Om  O,060km; isolação do condutor: PVC; tensão nominal do circuito: 220VFF queda de tensão admissível: através da Figura 3.2, obtemos o valor normalizado pela COPEL, que é e% = 2%. O cálculo da queda de tensão uniária (∆Vunit) será:

 Vunit 

e* U 0 ,02 * 220   0 ,64 Km / A.Km * I p 0 ,06 * 114 ,10

Escolha.dos condutores: - pela tabela 3.9, coluna "eletroduto, calha fechada, bloco alveolado (material não magnético)", sistema trifásico, FP = 0,8 (valor mais próximo) obtemos o valor imediatamente inferior ao calcu/ado:

  Vunit = 0,55 V/Akm para o cabo de 70mm 2 Conclusão: 2 - pelo método da ampacidade obtemos um cabo de 95mm , porém pelo critério da queda de 2 tensão obtemos o cabo de 70mm . Portanto, utilizaremos o maior cabo que será de 95mm2 para as 2 fases. Pela tabela 3.20 verificamos a bitola do condutor neutro que, neste caso, pode ser 5Omm . O 2 condutor de proteção (terra) é obtido pela tabela 3.21 e será de seção 50mm . Exercícios Propostos 01-Dimensione os condutores, pelos critérios da ampacidade e da queda de tensão, para um chuveiro elétrico (circuito N°l), 5400VA, 127V, condutores instalados em eletroduto de PVC rígido a uma distância de 30m do QDG, temperatura de trabalho de 40°C e isolamento dos cabos de XLPE.

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

32

Cabos Unipolares

Cabos Tripolares Cabos Quadripolares

Seção Nominal 2 (mm ) 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 Tensão unitária, em Volt/Ampére.Km, condutores com isolação em XLPE. (Cortesia: Siemens S/A)

Cabos unipolares

Cabos Tripolares Cabos Quadripolares

Seção Nominal (mm2) 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 Tensão Unitária, em Volt/Ampére.Km, condutores com isolação em EPR. (Cortesia: Siemens S/A)

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   

Condutores e cabos isolados de XLPE ou EPR, cobre ou alumínio; 2 e 3 condutores carregados; Temperatura no condutor: 90°C Temperatura ambiente: 30°C para instalação não enterrada e 20°C para instalação enterrado. Maneiras de instalar Seções A B C Nominais 2 3 2 3 2 3 2 (mm ) condutores condutores condutores condutores condutores condutores carregados carregados carregados carregados carregados carregados Cobre 1,0 15 13,5 18 16 19 17 1,5 19 17 23 20 24 22 2,5 26 23 31 27 33 30 4 35 31 42 37 45 40 6 45 40 54 48 58 52 10 61 54 74 66 80 71 16 81 73 100 89 107 96 25 106 95 133 117 138 119 35 131 117 164 144 171 147 50 158 141 198 175 210 179 70 200 179 254 22 269 229 95 241 216 306 269 328 278 120 278 249 354 312 282 322 150 318 285 412 367 441 371 185 362 324 470 418 506 424 240 424 380 553 492 599 500 300 486 435 636 565 693 576 Alumínio 10 48 43 58 52 62 57 16 64 58 79 71 84 76 25 84 76 105 93 101 90 35 103 94 131 116 126 112 50 125 113 158 140 154 136 70 158 142 200 179 198 174 95 191 171 242 216 241 211 120 220 197 281 250 280 245 150 253 226 321 286 324 238 185 288 256 366 327 371 323 240 338 300 430 384 439 382 300 387 345 495 442 507 440

D 2 condutores carregados

3 condutores carregados

21 26 34 44 56 73 95 121 146 173 213 252 287 324 363 419 474

17,5 22 29 37 46 61 79 101 122 144 178 211 240 271 304 351 396

56 73 93 112 132 163 193 220 249 279 321 364

47 61 78 94 112 138 164 186 210 236 272 308

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

34

  

Seções Nominais 2 (mm ) Cobre 1,0 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 Alumínio 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

Condutores e cabos isolados de PVC, cobre ou alumínio; 2 e 3 condutores carregados; Temperatura no condutor Maneiras de instalar A B C 2 3 2 3 2 3 condutores condutores condutores condutores condutores condutores carregados carregados carregados carregados carregados carregados

D 2 condutores carregados

3 condutores carregados

11 14,5 19,5 26 34 46 61 80 99 119 151 182 210 240 273 320 367

10,5 13 18 24 31 42 56 73 89 108 136 164 188 216 248 286 328

13,5 17,5 24 32 41 57 76 101 125 151 192 232 269 309 353 415 472

12 15,5 21 28 36 50 68 89 111 134 171 207 239 275 314 369 420

15 19,5 26 35 46 63 85 112 138 168 213 258 299 344 392 461 530

13,5 17,5 24 32 41 57 76 96 119 144 184 223 259 294 341 403 464

17,5 22 29 38 47 63 81 104 125 148 183 216 246 278 312 360 407

14,5 18 24 31 39 52 67 86 103 122 151 179 203 230 257 297 336

36 48 63 77 93 118 142 164 189 215 252 289

32 43 57 70 84 107 129 149 170 194 227 261

44 59 79 98 118 150 181 210 241 274 323 361

39 53 69 86 105 133 161 186 215 246 289 332

49 66 83 103 125 160 195 226 261 298 352 406

44 59 73 91 110 140 170 197 227 259 305 351

48 62 80 96 113 140 166 189 213 240 277 313

40 52 66 80 94 117 138 157 178 200 230 260

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

35

  

Condutores e cabos isolados de EPR ou XLPE; cobre ou alumínio; Temperatura no condutor: 90°C; Temperatura ambiente: 30°C Maneiras de Instalar Cabos Multipolares Cabos Unipolares E E F F F G G Cabos Cabos 2 cond. Isolados ou 3 cond. isol.ou cabos 3 condutores isolados ou 3 cabos bipolares Tripolares e 2 cabos unipolares unipolares em trifólio unipolares Tetrapolares

Seções Nominais 2 (mm )

COBRE 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 ALUMÍNIO 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

1

2

3

4

5

6

7

26 36 49 63 86 115 149 185 225 289 352 410 473 542 641 741

23 32 42 54 75 100 127 157 192 246 298 346 399 456 538 620

27 37 50 65 90 121 161 200 242 310 377 437 504 575 679 783

21 29 40 52 74 101 135 169 207 268 328 382 443 509 604 699

22 31 42 55 77 105 141 176 215 279 341 395 462 531 631 731

30 41 56 73 101 137 182 226 275 353 430 500 577 661 781 902

25 35 48 63 88 120 161 201 246 318 389 454 527 605 719 833

67 91 108 135 164 211 257 300 346 397 470 543

58 77 97 120 147 187 227 263 302 346 409 471

66 90 121 150 184 237 289 337 389 447 530 613

56 76 103 129 159 209 253 296 343 395 471 547

58 79 107 135 165 215 264 308 358 413 492 571

75 103 138 172 310 351 332 387 448 515 611 708

65 80 122 153 188 246 300 351 408 470 561 652

Tabela 3.14 – Capacidade de Condução de Corrente, em Ampéres, 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 alumínio; Temperatura no condutor: 70°C Temperatura ambiente: 30°C

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Cabos Multipolares E E Cabos Cabos bipolares Tripolares e Tetrapolares

Maneiras de Instalar Cabos Unipolares F F F G G 2 cond. Isolados ou 3 cond. isol.ou cabos 3 condutores isolados ou 3 cabos 2 cabos unipolares unipolares em trifólio unipolares

Seções Nominais 2 (mm )

COBRE 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 ALUMÍNIO 10 54 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

1

2

3

4

5

6

7

22 30 40 51 70 94 119 148 181 232 282 328 379 434 513 594

18,5 25 34 43 60 80 101 126 153 196 238 276 319 364 430 497

23 31 42 53 71 95 131 162 196 251 304 352 406 463 546 629

19 26 35 45 60 81 110 137 167 216 364 307 356 407 482 556

19 26 36 46 62 83 114 143 174 225 275 320 371 426 504 582

26 35 47 60 81 108 146 181 219 281 341 396 456 521 615 709

22 30 41 52 70 94 130 162 197 254 311 362 419 480 569 659

54 73 89 111 135 173 210 244 282 322 380 439

45 61 78 96 117 150 182 212 245 280 330 381

54 73 98 122 149 192 253 273 316 363 430 497

46 62 84 105 128 166 203 237 274 315 375 434

47 65 87 109 133 173 212 247 287 330 392 455

62 84 112 139 169 217 265 308 356 407 482 557

54 73 99 124 152 196 241 282 326 376 447 519

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

Número de Circuitos

Distância entre cabos (A) (a) 1 diâmetro de Nula 0,125m 0,25m 0,5m cabo 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

37

a) Cabos multipolares em eletrodutos; 1 cabo por eletroduto. Número de Circuitos 2 3 4 5 6

Nulo 0,85 0,75 0,70 0,65 0,60

Espaçamento entre Dutos (A) (a) 0,25m 0,5m 1,0m 0,90 0,95 0,95 0,85 0,90 0,95 0,80 0,85 0,90 0,80 0,85 0,90 0,80 0,80 0,90

b) Condutores isolados ou cabos unipolares em eltrodutos. Número de Circuitos (2 ou 3 cabos) 2 3 4 5 6

Espaçamento entre Dutos (A) (a) Nulo

0,25m

0,5m

1,0m

0,80 0,70 0,65 0,60 0,60

0,90 0,80 0,75 0,70 0,70

0,90 0,85 0,80 0,80 0,80

0,95 0,90 0,90 0,90 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 não perfuradas H ou prateleiras

Bandejas Perfuradas

J

Bandejas Verticais K Perfuradas

Escadas para Cubos L ou Suportes

Nº de bandejas prateleiras ou camadas de suportes 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1

Número de Cabos 1

2

3

4

5

6

0,95 0,95 0,95 1 0,95 0,95 1 1 1 1 1 1 1

0,85 0,85 0,85 0,95 0,95 0,95 0,9 0,85 0,85 1 1 1 0,9

0,8 0,75 0,75 0,95 0,9 0,9 0,8 0,8 0,8 1 0,95 0,95 0,8

0,75 0,75 0,7 0,95 0,9 0,9 0,8 0,75 0,75 0,95 0,9 0,9 0,75

0,7 0,7 0,65 0,9 0,85 0,85 0,75 0,75 0,7 0,9 0,85 0,85 0,75

0,7 0,65 0,6 0,75 0,7 0,65 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

-

1 2 3 1 2 3

1 1 1 1 1 1

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

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

0,8 0,8 0,75 1 0,95 0,95

0,8 0,75 0,75 1 0,95 0,95

0,8 0,75 0,7 -

Tabela 3.18 – Fatores de Correção (FCA) para o Agrupamento de mais de um Cabo Multipolar em Bandeja, prateleira ou suporte. Fonte: Tabela 38 da NBR 5410/90.

38

Bandejas não perfuradas ou prateleiras

M

Bandejas Perfuradas

N

Bandejas perfuradas na vertical Escadas para cabos ou suportes Bandejas não perfuradas ou prateleiras Bandejas perfuradas

2

Número de Circuitos Trifásicos Usar como 1 2 3 multiplicador para: 0,95 0,9 0,85 Coluna 5 0,92 0,85 0,8 Tabelas 04 e 05 da NBR 5410/90 0,9 0,8 0,75 0,95 0,9 0,85 0,95 0,85 0,8 Idem 0,9 0,85 0,8 0,95 0,85 Idem 0,9 0,85 -

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1

1 0,95 0,95 1 0,95 0,95 1 0,95 0,95 1

Nº de bandejas, prateleiras ou camadas de suportes 1 2 3 1 2 3 1

P

Q

M

N

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

0,95 0,9 0,85 0,95 0,85 0,85 0,95 0,9 0,85 0,9

Idem

Idem

Idem

Bandejas perfuradas na P Idem 2 1 0,9 0,85 vertical 1 1 1 1 Escadas para cabos ou Q 2 0,95 0,95 0,95 Idem suportes 3 0,95 0,95 0,9 Tabela 3.19 – Fatores de Correção (FCA) para o Agrupamento de mais de um Circuito com Cabos Unipolares em Bandeja, Prateleira ou Suporte. Fonte: Tabela 39 da NBR 5410/90.

Seção dos Seção mímima Condutores fase (mm2) Do condutor neutro (mm2) 1,5 a 25 a mesma seção do condutor fase 35 25 50 25 70 35 95 50 120 70 150 70 185 95 240 120 300 150 400 185 Tabela 3.20 – Seção do Condutor Neutro Seção do Condutores fase (mm2) 1,5 a 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240

Seção mímima de proteção (mm2) a mesma seção do condutor fase 16 16 25 35 50 70 95 95 120

300

150

Tabela 3.21 – Eletrodos de Aterramento

39

Tipo de Eletroduto

Dimensões Mínimas 2

Chapa de Cobre

0,20m de área e 2mm de espessura

Chapa de aço zincado

0,20m de área e 3mm de espessura

2

2,40m de comprimento e diâmetro nominal de 25mm Cantoneira de 20x20x3mm com 2,40 Perfil de aço zincado metros de comprimento Diâmetro de 15mm com 2,00 ou 2,40m Haste de aço zincado de comprimento Haste de aço revestida de Diâmetro de 15mm com 2,00 ou 2,40m cobre de comprimento Diâmetro de 15mm com 2,00 ou 2,40m Haste de cobre de comprimento 2 25mm de seção, 2mm de espessura e Fita de cobre 10m de comprimento 2 100m de seção, 3mm de espessura e Fita de aço galvanizado 10m de comprimento. Seção de 95mm2 e 10m de Cabo de cobre comprimento 2 Seção de 95mm e 10m de Cabo de aço zincado comprimento Tabela 3.22 – Eletrodos de Aterramento Tubo de aço zincado

Observações Profundidade mínima do centro da chapa de 1m. Posição vertical. Profundidade mínima do centro da chapa de 1m. Posição vertical. Enterramento total vertical Enterramento total vertical Enterramento total vertical Enterramento total vertical Enterramento total vertical Profundidade mínima na posição vertical. Profundidade minima na posição vertical. Profundidade mínima horizontal. Profundidade mínima horizontal.

de 0,60m. Largura de 0,60m. Largura de 0,60m. Posição de 0,60m. posição

3.4-Dimensionamento pelo Critério Watts x metros Quando precisamos calcular a queda de tensão em circuitos que possuem várias cargas da baixa potência (lâmpadas, tomadas, eletrodomésticos, etc.) distribuídas ao longo da instalação, usamos um método extremamente simplificado e prático. O método watts x metros é típico para aplicações em circuito residenciais e/ou prediais. Para calcular aqueda de tensão basta calcular a somatória do produto entre a potência e a distância da carga até o quadro alimentador:  V   P( Watts )* ( metros )

Onde:

 V : queda de tensão (W.m); P: potência (W);  : comprimento (m).

Após determinar o valor da queda de tensão consultamos as tabelas 23 e/ou 24, observamos o valor imediatamente superior ao obtido, então utilizamos o condutor correspondente. Condutor Série Métrica (mm2)

1%

% de queda de tensão 2% 3%

PWatts X m  

4%

1,5 5263 10526 15789 21052 2,5 8773 17546 26319 35092 4 14036 28072 42108 56144 6 21054 42108 63162 84216 10 35090 70100 105270 140360 16 56144 112288 168432 224576 25 87725 175450 263175 350900 Tabela 3.23 – Soma dos Produtos Potências (Watts) x Distâncias (m), U = 127V, circuito a 2 condutores.

40

Condutor Série 2 Métrica (mm )

1%

% de queda de tensão 2% 3%

PWatts X m  

4%

1,5 21054 42108 63163 84216 2,5 35090 70180 105270 140360 4 56144 112288 168432 224576 6 84216 168432 253648 336864 10 140360 280720 421080 561440 16 2244576 449152 673728 898304 25 350900 701800 1052700 1403600 Tabela 3.24 – Soma dos Produtos (Watts) x Distâncias (m), U = 220V, circuito a 2 condutores.

Exemplo 3: dimensione os condutores para o circuito N° 01 do esquema abaixo, que possui TUG's de 600VA e lâmpadas de 100VA cada. Os eletrodutos são todos de PVC rígido embutidos em alvenaria, a temperatura de trabalho será de 30°C e o isolamento dos cabos de PVC.

Solução: 1) Dimensionamento pela ampacidade: a) corrente de projeto: Ip = 2000 / 127 = 15,74A b) fator de correção de temperatura (FCT):  pela tabela 3.1, para 30°C, condutor com isolação de PVC obtemos FCT = 1,00; c) fator de correção de agrupamento (tabela 3.3):  como temos apenas um circuito instalado neste eletroduto obtemos FCA = 1,00; d) corrente de projeto corrigida (Ip‟}: Ip' = 15,74A 2

e) seleção dos condutores: pela tabela 3.13 é possível utilizar condutores de seção 1,5mm para a fase e o neutro. Porém, por norma (NBR-5410), para tomadas de 600VA devemos utilizar seção mínima dos condutores de 2,5mm2 para a fase e o neutro. 2) Dimensionamento pela queda de tensão (método watts x melros): a) cálculo da queda de tensão:

 P( W )* l( m )  600 * 11  600 * 15  100 * 18  100 * 20  24200Wm - pela tabela 3.23, coluna da queda de tensão de 2% (valor normalizado pela COPEL) consultamos o valor imediatamente superior ao calculado (neste caso = 28072W.m) e obtemos o cabo de 4mm 2. b) cálculo da queda de tensão acumulada trecho: devemos considerar a variação de corrente em cada trecho do circuito. Pela tabela 3.9, sistema monofásico, FP=0,95, para o condutor de 4mm2, o valor máximo de queda que podemos ter neste caso é 10,6V/A.km. A queda de tensão em cada trecho é detenninada através da equação:

Q  e% * I trecho * L

[V ]

Onde: Q = queda de tensão do trecho em estudo (V); e % = queda máxima permitida lBril o condutor (VI A.km); Itrecho = corrente do trecho em estudo (A); L = comprimento do trecho (km). Calculando a queda de tensão em cada trecho temos: - trecho OA: IOA = 15,74A 41

Q  8 ,96 * 15 ,74 *

8  1,13V 1000

- trecho AB: IAB = 11,02 A

Q  8 ,96 * 11,02 *

3  0 ,30V 1000

- trecho BC: IBC = 6,30 A

Q  8 ,96 * 6 ,30 *

4  0 ,23V 1000

- trecho CD: ICD =1,58 A

Q  8 ,96 * 1,58 *

3  0 ,04V 1000

- trecho DE: IDE = 0,79 A

Q  8 ,96 * 0 ,79 *

2  0 ,01V 1000

- logo, o valor total da queda acumulada é:

e  1,13  0,30  0,23  0,04  0,01  1,71V b) cálculo da queda de tensão percentual ( e %): o valor máximo nonnalizado é de 2%. Se a queda acumulada for igual ou maior a este valor, naturalmente deveremos utilizar um cabo maior que 4mm 2.

e% 

1,71* 100  1,35% 127

Conclusão: como se vê o valor da queda acumulada (1,35%) é inferior ao máximo normalizado, portanto é possível instalar cabos de 4mm 2, com segurança, para este circuito. Exercícios Propostos 01- Determine os condutores (pelos critérios da ampacidade e da queda de tensão) para os circuitos do esquema abaixo, sabendo que todos os condutores possuem isolamento de PVC, estão instalados em eletroduto de PVC rigido embutido em alvenaria e a temperatura de trabalho é de 40°C: -circuito n° 1: chuveiro elétrico, 5400VA, 220VFF, trajeto do circuito de 27m; -circuito n° 2: condicionador de ar, 4500VA, 220VFF , trajeto do circuito de 43m;

-circuito n° 3 : torneira elétrica 2500VA, 127V, trajeto do circuito de 31m. 02- Determine os condutores para o circuito a seguir que alimenta lâmpadas de 100W e 6OW e também TUG's de 600W. Os condutores devem ser isolados com PVC, a temperatura de trabalho é de 30°C e serão instalados em eletroduto de PVC rigido embutido em alvenaria.

42

03- Determine os condutores para o circuito abaixo que alimenta as cargas especificadas. Os condutores devem ser isolados com PVC, serão instalados em canaleta aberta e a temperatura de trabalho será de 25°C.

CAPÍTULO 4 – DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTOS Os eletrodutos têm como função em uma instalação elétrica: -propiciar proteção mecânica aos condutores elétricos; -proteção contra ataques do meio ambiente, sobretudo contra corrosão ou ataques químicos da atmosfera ou outros agentes agressivos dispersos pelo meio ambiente; -proteção contra incêndio resultante de eventuais sobre aquecimentos ou curtos-circuitos nos cabos; -garantir um bom aterramento (no caso de eletrodutos metá licos). São disponíveis comercialmente em barras de três metros, sendo possível adquirir prontas as curvas de 90° necessárias à instalação. 4.1-Tipos - Quanto ao material: -não metálicos: PVC (cloreto de polivinila), plástico com fibra de vidro, polipropileno, polipropileno de alta densidade e fibrocimento. -metálicos: aço carbono galvanizado ou esmaltado, alumínio e flexíveis de cobre espiralado. - Quanto a flexibilidade: -rígidos; -flexíveis. - Quanto a forma de conexão: -roscáveis; -soldáveis. - Quanto a espessura da parede: -leve; -semipesado; -pesado. A fixação dos eletrodutos embutidos às caixas de passagens e caixas de ligação se dá por meio de buchas e arruelas. Em instalações aparentes utiliza-se braçadeiras espaçadas conforme as distâncias máximas estabelecidas pela norma NBR-5410, de forma a garantir uma fixação firme. 4.2-Taxa Máxima de Ocupação As dimensões internas dos eletrodutos e respectivos acessórios de ligação devem permitir instalar e retirar facilmente os condutores ou cabos após a instalação dos mesmos. Desta forma não devemos ocupar toda a área disponível do eletroduto, mas sim deixar um espaço livre, que varia conforme o tipo de condutor: - 53% no caso de um condutor ou cabo monopolar; - 31% no caso de dois condutores ou cabos; - 40% no caso de três ou mais cabos ou condutores. 43

Para determinarmos o diâmetro ideal do eletroduto devemos calcular a seção total de todos os condutores que serão instalados, após o que consultamos as tabelas e determinamos a bitola adequada. As tabelas a seguir (4.1, 4.2, 4.3, 4.4 e 4.5) fornecem as dimensões dos fios e cabos, assím como dos eletrodutos para que se possa determinar a ocupação adequada dos eletrodutos, evitando problemas durante a passagem dos condutores pelos mesmos.

Figura 10 – Corte longitudinal e corte transversal de um eletroduto.

4.3-Eletrodutos Instalados em Caixas de Derivação A instalação de eletrodutos em caixas de derivação, ou caixas de passagem, é uma prática muito comum e útil, pois em muitas situações é necessário ter acesso aos cabos para efetuar substituições, emendas, manutenções, etc. De acordo com a NBR-5410, deve-se observar as seguintes condições: - não deve haver trechos contínuos, retilíneos maiores que 15m sem, pelo menos uma caixa de derivação; - quando houver curvas de 90° deve-se reduzir 3m de trajeto a cada curva instalada. Caso isto não seja possível, deve-se instalar caixas de derivação que facilitem o acesso aos cabos; - quando não for possível instalar caixas de derivação e o número de curvas de 90° é elevado, deve-se adotar um eletroduto, cujo diâmetro seja imediatamente superior ao eletroduto que seria utilizado normalmente. As caixas de derivação são instaladas nas seguintes condições: - pontos de emendas ou derivações dos condutores; - para dividir a tubulação em trechos menores facilitando a instalação ou manutenção dos cabos; - nos pontos de entrada ou saída de cabos dos quadros de distribuição. As caixas são instaladas geralmente na superfície do piso, ou seja, providas de tampas que permitem o acesso aos condutores instalados internamente. Exemplo 1: calcule o diâmetro do eletroduto para instalar os condutores dos circuitos a seguir.

Solução: a) área ocupada pelos condutores: pela tabela 4.1 conhecemos o diâmetro e a área total de cada fio ou cabo. Considerando que serão instalados fios, então teremos: fio # 2,5mm2 = área de 9,1 mm2 fio # 4 mm2 = área de 11,9 mm2 2 fio # 6mm = área de 15,2 mm2

 logo, a área total ocupada pelos fios será: ST = 2*9,1 + 3*11,9 + 5*15,2 = 129,9 mm2 b) diâmetro do eletroduto (mm): sabendo que haverá mais de três condutores instalados, devemos utilizar uma área útil de no máximo 40%. Pela tabela 4.2 encontramos:

 diâmetro nominal (mm): 25mm ou 3/4" - PVC rígido. Exemplo 2: no trecho a seguir, calcule o eletroduto e o número de caixas de derivação adequado. O trecho possui três curvas e duas caixas de derivação, portanto verifique se é necessário instalar mais caixas de derivação ou simplesmente aumentar o diâmetro do eletroduto para facilitar a instalação dos condutores. - circuito 1 = 3#25(25)T16mm

2

- circuito 2: 3#50(25)T25mm 44

2

- circuito 3: 3#35T16 mm

2

a) área dos condutores: pela tabela 4.1, considerando que serão instalados fios, temos: 2

2

2

2

2

2

fio # 16mm = área de 37,4mm fio # 25mm = área de 56,7mm fio # 35mm = 71 mm fio # 50 mm2 = área de 104 mm2  logo, a área total oculpada pelos fios será: ST = 2*37,4 + 6*56,7+ 3*71 + 3*104 = 940mm 2 b) diâmetro do eletroduto (mm): pela tabela 4.2 será:

 diâmetro nominal (mm): 75mm ou 2 1/2" - PVC rígido. c) cálculo da distância máxima (Lmax) entre as caixas para este caso:

Lmax  15  3 * N Onde: Lmax = distância máxima entre as caixas (m); N = número de curvas do trecho. d) verificação da necessidade de aumentar ou não o diâmetro do eletroduto:

A

Lreal  Lmax 11,8  6  A  0 ,96 6 6

Onde: Lreal = comprimento real do trecho (m); Lmax = comprimento máximo ideal (m).

 isto significa que devemos providenciar "um" aumento no diâmetro do eletroduto, pois a distância máxima entre as caixas deveria ser apenas 6m, mas é de 11,8m. Para facilitar a instalação dos cabos utilizaremos um eletroduto de diâmetro imediatamente superior ao calculado anteriormente: 85mm ou 3" de PVC rígido. Exercícios Propostos 01- Determine o diâmetro ideal pira o eletroduto a seguir, sabendo que todos os condutores especificados serão fios de # 1,5mm2

02- Determine o diâmetro do eletroduto de PVC rígido pira instalar os condutores a seguir: -circuito 1: 2#25T16mm 2 -circuito 2: 3# 50(35)mm2 -circuito 3: 3# 25(25)T16mm 2

45

03- Determine o diâmetro do eletroduto de aço carbono roscável para instalar os condutores a seguir:

04- Determine o diâmetro do eletroduto PVC rígido para instalar os condutores a seguir:

Pirastic Antiflam Pirasticflex Antiflam Seção (1) Nominal Diâmetro Externo Área Total Diâmetro externo Área Total 2 (1) 2 (mm2) (mm ) (mm) (mm ) 1,5 2,8/3,0 6,2/7,1 3,0 7,1 2,5 3,4/3,7 9,1/10,7 3,6 10,2 4 3,9/4,2 11,9/13,8 4,2 13,8 6 4,4/4,8 15,2/18,1 4,7 17,3 10 5,6/5,9 24,6/27,3 6,1 29,2 16 6,5/6,9 33,2/37,4 7,8 47,8 25 8,5 56,7 9,6 72,4 35 9,5 71,0 10,9 93,3 50 11,0 95 13,2 136,8 70 13,0 133 15,0 176,7 95 15,0 177 120 16,5 214 150 18,0 254 185 20,0 314 240 23,0 415 Tabela 4.1 – Dimensões Totais dos Condutores Isolados. Cortesia: Pirelli S/A (1): Fio/Cabo

Referência de Rosca 3/8” 1/2" 3/4" 1” 1,1/4” 1,1/2” 2” 2,1/2” 3”

Diâmetro Diâmetro Diâmetro Espessura Área total Área útil nominal externo interno (mm) aprox. 1 cabo (mm) (mm) (mm) (mm2) (53%) 16 16,7 12,7 2,0 126,7 67,1 20 21,1 16,1 2,5 203,6 107,9 25 26,2 21,0 2,6 36,4 183,6 32 33,2 26,8 3,2 564,1 299,0 40 42,2 35,0 3,6 962,1 509,9 50 47,8 39,8 4,0 1244,1 659,4 60 59,4 50,2 4,6 1979,2 1049,0 75 75,1 64,1 5,5 3227 1710,3 85 88,0 75,6 6,2 4488,8 2379,1 Tabela 4.2 – Eletrodutos de PVC Rígido Roscável – Classe A (NBR 6150)

46

Área útil 2 cabos (31%) 39,3 63,1 107,4 174,9 298,3 385,7 613,6 1000,4 1391,5

Área útil 3 cabos (40%) 50,7 81,4 138,6 225,6 384,8 497,6 791,7 1290,8 1795,5



Referência de Rosca 3/8” 1/2" 3/4" 1” 1,1/4” 1,1/2” 2” 2,1/2” 3”

Diâmetro Diâmetro Diâmetro Espessura Área total Área útil Área útil 2 nominal externo interno (mm) aprox. 1 cabo cabos (mm) (mm) (mm) (mm2) (53%) (31%) 16 16,7 12,7 2,0 126,7 67,1 39,3 20 21,1 16,1 2,5 203,6 107,9 63,1 25 26,2 21,0 2,6 36,4 183,6 107,4 32 33,2 26,8 3,2 564,1 299,0 174,9 40 42,2 35,0 3,6 962,1 509,9 298,3 50 47,8 39,8 4,0 1244,1 659,4 385,7 60 59,4 50,2 4,6 1979,2 1049,0 613,6 75 75,1 64,1 5,5 3227 1710,3 1000,4 85 88,0 75,6 6,2 4488,8 2379,1 1391,5 Tabela 4.3 – Eletrodutos Rígidos de Aço Carbono Roscável – Leve I (NBR 6150

Área útil 3 cabos (40%) 50,7 81,4 138,6 225,6 384,8 497,6 791,7 1290,8 1795,5



Seção Número de Condutores no Eletroduto Nominal 2 3 4 5 6 7 8 9 2 (mm ) Tamanho Nominal do Eletroduto 1,5 16 16 16 16 16 16 20 20 2,5 16 16 16 20 20 20 20 25 4 16 16 20 20 20 25 25 25 6 16 20 20 25 25 25 25 32 10 20 20 25 25 32 32 32 40 16 20 25 25 32 32 40 40 40 25 25 32 32 40 40 40 50 50 35 25 32 40 40 50 50 50 50 50 32 40 40 50 50 60 60 60 70 40 40 50 50 60 60 75 75 95 40 50 60 60 75 75 75 85 120 50 50 60 75 75 75 85 85 150 50 60 75 75 85 85 185 50 75 75 85 85 Tabela 4.4 – Ocupação Máxima dos Eletrodutos de PVC por Condutores de mesma Bitola (Fios ou Unipolares 450/750V BWF Antichama)

Seção Número de Condutores no Eletroduto Nominal 2 3 4 5 6 7 8 9 2 (mm ) Tamanho Nominal do Eletroduto 1,5 15 15 15 15 15 15 20 20 2,5 15 15 15 20 20 20 20 25 4 15 15 20 20 20 25 25 25 6 15 20 20 25 25 25 25 31 10 20 20 25 25 31 31 31 31 16 20 25 25 31 31 41 41 41 25 25 31 31 41 41 41 47 47 35 25 31 41 41 41 47 59 59 50 31 41 41 47 59 59 59 75 70 41 41 47 59 59 59 75 75 95 41 47 59 59 75 75 75 88 120 41 59 59 75 75 75 88 88 150 47 59 75 75 88 88 100 100 185 59 75 75 88 88 100 100 113 240 59 75 88 100 100 113 113 Tabela 4.5 – Ocupação Máxima dos Eletrodutos de Aço por Condutores de mesma Bitola (Fios ou Unipolares 450/750 V BWF Antichama)

47

10 20 25 25 32 40 40 50 60 75 75 85 Cabos

10 20 25 25 31 31 41 47 59 75 75 88 88 100 113 Cabos

CAPÍTULO 5 - LUMINOTÉCNICA 5.1-Luz É a energia radiante que um observador verifica pela sensação visual de claridade determinada pelo estímulo da retina sob a ação da radiação, no processo de percepção sensorial visual. A faixa de radiações das ondas eletromagnéticas detectada pelo olho humano se situa entre 380 -9 e 780 nanômetros (1nm = 10 m = 10angströms) correspondendo o menor valor ao limite dos raios ultravioleta e o maior, ao dos raios infravermelhos. As cores são determinadas pela reação do mecanismo de percepção sensorial aos diversos comprimentos de onda.

Figura 11 – Sensibilidade do olho humano ao espectro luminoso, supondo a mesma intensidade de radiação.

5.2-Fluxo Lumínoso (  ) É a potência de radiação total emitida por uma fonte de luz capaz de produzir uma sensação de luminosidade através do estímulo da retina ocular. Em outras palavras, é a potência de energia luminosa percebida pelo olho humano. A unidade é o lúmen (Im). O lúmen pode ser definido como o fluxo luminoso emitido, segundo um sólido de um esterradiano, por uma fonte puntiforme de intensidade invariável em todas as direções e igual a 1cd. As lâmpadas, conforme seu tipo, potência e fabricante, apresentam caracteristicas distintas de eficiência (a eficiência equivale à rezão do fluxo luminoso emitido sobre a potência consumida pela fonte; unidade (Im.W -1). Exemplos de eficiências luminosas para algumas lâmpadas: Lâmpada Potência W Fluxo luminoso Eficiência (lm) (lm.W-1) Incandescente 100 1.380 13,8 Fluorescente 40 3.000 75,0 Multivapores Metálicos 2.000 190.000 95,0

5.3-Intensidade Luminosa (I) Normalmente uma fonte luminosa não emite uma potência luminosa igual em todas as direções. A potência de radiação luminosa numa dada direção denomina-se intensidade luminosa. É a razão do fluxo luminoso (  ) que sai da fonte e se propaga no elemento de ângulo sólido. A grandeza assim obtida é medida em candelas (cd), cuja expressão podemos representar:

I

 

onde:  = ângulo sólido. É o ângulo que tem como vértice o centro da esfera de raio igual a 1m, limitado pelo contorno da área unitária na superficie de 1m 2. Este ângulo é denominado de um esterradiano (sr).

48

Figura 12 - Um esterradiano é o ângulo sólido



correspondente à área S = 1m2, em uma esfera de raio r = 1m.

5.4 - Iluminância (E) Supondo que o fluxo luminoso incida sobre uma superficie. A relação entre este fluxo e a superfície sobre a qual incide denomina-se iluminância. O INMETRO denomina esta grandeza de iluminamento. A unidade de iluminamento é o lux (Ix), definido como a iluminância de uma superficie de 1m2 recebendo de uma fonte puntiforme, na direção normal, um fluxo luminoso de 1 lúmen uniformemente distribuído.

E

 S

 lux 

lúmen m

Figura 13 – Unidade de iluminância

A iluminância calculada corresponde, na prática, ao valor médio, porque o fluxo luminoso não se distribui uniformemente sobre a superfície. 5.5-Luminância (L) Considerando uma superfície que está sendo iluminada (ou iluminante). Um observador ao olhar para esta terá uma sensação de maior ou menor claridade, a qual é detectada pelo olho e avaliada pelo cérebro. A medida desta sensação de claridade denomina-se de luminância. A unidade é cd/m 2 .O limiar humano de percepção visual é de 10-5 cd/m2. 5.6-Dimensionamento da Iluminação para Ambientes Internos O dimensionamento da iluminação para ambientes internos deve ser feito seguindo o critério exposto abaixo: a) determinar o iluminamento médio (E), em lux, ideal, considerando o tipos de atividades realizadas no local (ver tabela 5.1); b) determinar a área do local (m 2); c) determinar a refletância das paredes e do teto (tabela 5.3). Caso sejam utilizadas várias cores, veja a tabela 5.2; d) determinar o índice do local, considerando a altura, largura e comprimento do local, através da tabela 5.4; e) determinar o tipo de luminária a utilizar e seu respectivo fator de depreciação (d) indicado na tabela 5.5; f) determinar o coeficiente de utilização (fu) da luminária em função do índice do local, tabela 5.5; f) calcular o fluxo luminoso mínimo (  ), em lúmens (lm), para o ambiente, através da seguinte equação:

49

 Onde:



E* S d * fu

= fluxo luminoso mínimo adequado para o local (lm); E = iluminamento médio (lux); S = área do local (m 2); d = fator de depreciação da luminária; fu = fator de utilização.

h) determinar o número ideal de lâmpadas, considerando o tipo da lâmpada e o fluxo luminoso (lm) que a mesma fornece ( ver as tabelas 5.6,5.7,5.8,5.9,5.10,5.11 e 5.12).

N lâmpada 

  lâmpada

Onde: Nlâmpada = número ideal de lâmpadas;  = fluxo luminoso mínimo para o ambiente (lm);

 lâmpada = fluxo emitido por uma lâmpada (lm). 5.7-Iluminação Industrial A iluminação industrial não possue critérios rigorosos. Por isso, deve-se fazer um estudo detalhado das atividades que serão realizadas, para só então determinar o nível ideal de iluminamento médio (E) para o ambiente e questão. As lâmpadas fluorescentes são muito utilizadas em ambientes industriais devido a sua grande eficiência luminosa. Mas, deve-se lembrar que em locais onde há máquinas girantes, se houver lâmpadas fluoresecentes, surgirá o efeito estroboscópico, ou seja, a pessoa que observar as partes girantes da máquina terá a sensação, ou ilusão ótica, de que a máquina está em baixa rotação ou parada. Isto pode criar situações de riscos. Portanto, nem sempre é possível utilizar lâmpadas fluoresecentes em todos os tipos de ambientes industriais. As lâmpadas de vapores metálicos (mercúrio, sódio, etc.) e as de luz mista apresentam uma demora para se acenderem completamente. Isto se deve ao fato de que os gases, necessitam atingir uma determinada temperatura antes de acenderem completamente. A tecnologia de luminotécnica evolui rapidamente, visando principalmente maior economia de energia e melhores contrastes de cores, facilitando e melhorando aspectos estéticos e técnicos. Os principais fabricantes de lâmpadas no mercado brasileiro são: Philips, Osram, GE e Silvanya. Exemplo 1: calcule o número adequado de lâmpadas fluorescentes por um depósito de uma indústria produtora de cerveja. As luminárias serão instaladas no teto, suspensas a 0,5m. A iluminação será direta, a altura do depósito é de 6m, comprimento de 25m, largura de 16m e as paredes e o teto serão claros. Solução: a) nível de iluminamento: 150lux; 2 b) área do local: S = 400m ; c) refletância das paredes e do teto: O teto e as paredes são claros, logo, pela tabela 5.3, a refletância será de 50% para o teto e de 30% para as paredes; d) índice do local: lembrando que a altura das luminárias até o chão será de 5,5m, pela tabela 5.4, o índice do local será "F”. e) tipo de luminária: consultando a tabela 5.5, selecionamos a luminária para lâmpadas fluorescentes Nº 9, que possui abas laterais, que por sua vez, propiciam boa reIfexão luminosa e também minimizam a deposição de poeira sobre as lâmpadas. O fator de depreciação desta luminária é: fd = 0,70; f) coeficiente de utilização (fu): consultando a tabela 5.5, sabendo que o índice do local é "F”, considerando a refletância de 50% para o teto e de 30% para as paredes, encontramos o valor fu = 0,53; g) cálculo do fluxo luminoso;

50



E* S 150 * 400   161725lm fd * fu 0 ,70 * 0 ,53

h)seleção da lâmpada; através da tabela 5.8, adotando uma lâmpada OSRAM, tipo "luz do dia especial", 40W, cujo fluxo luminoso é de 2700lm, determinamos o número ideal de lâmpadas:

N lÂmpada 

161725  59 ,89  60.lâmpadas 2700

Conclusão: é possível utilizar 30 luminárias, dipostas em duas filas de 151uminárias, com duas lâmpadas cada. Exercícios Propostos 01- Determine o número ideal de lâmpadas para uma sala de mistura de uma fábrica de vidro, utilizando lâmpadas a vapor de mercúrio. A iluminação será direta e as luminárias ficarão suspensas a 0,5m do teto O edifício mede 7,5m de altura, 28m de comprimento, 15m de largura, o teto é claro e as paredes medianamente claras. 02- Dimensione a iluminação para uma siderúrgica para o setor de fundição bruta. O barracão tem altura de 8m A iluminação a instalar deve ser direta com lâmpadas de luz mista. As luminárias ficarão suspensas a 0,5m do teto. 03- Dimensione a iluminação para o salão social de um clube recreativo, cujas dimensões são: 8m de altura, 56m de comprimento e 45m de largura. A iluminação deverá ser direta e feita utilizando lâmpadas incandescentes de 100W, 127V, sendo que o teto é claro e as paredes medianamente claras. 04- Calcule o número ideal de lâmpadas para uma marcenaria, cujas dimensões são: 60m de comprimento, 23m de largura e 7m de altura. O teto é claro e as paredes são medianamente claras. A iluminação deverá ser direta feita com lâmpadas de luz mista. 05- Dimensione a iluminação para uma serraria, que mede 45m de comprimento, 16m de largura, 7m de altura. teto claro e paredes medianamente claras. A iluminação deverá ser direta e feita com lâmpadas fluorescentes. 06- Calcule o iluminamento adequado para as salas de aula de uma escola, cujas salas medem 11m de comprimento, 6m de largura, 4m de altura. paredes e teto brancos. A iluminação deverá ser direta e feita com lâmpadas fluorescentes. 07- Determine o número ideal de lâmpadas para iluminar uma biblioteca, setor de leitura. cujas dimensões são 15m de comprimento, 9m de largura e 5m de altura. Escolha o melhor tipo de lâmpada e luminária para esta atividade. Justifique tecnicamente suas opções. 08- Determine o número adequado de lâmpadas para uma agência bancária, área dos guichês. As dimensões desta área é de 19m de comprimento, 6m de largura, 3,7m de altura. as paredes e o teto são claros. Escolha o tipo de lâmpada e luminária ideais. Justifique tecnicamente suas definições. 09- Determine o número de lâmpadas para uma loja de automóveis, cujas dimensões são: 14m de largura, 26m de comprimento, 6,5m de altura, as paredes e o teto serão claros. Escolha o tipo adequado de lâmpada e luminária para esta atividade e justifique tecnicamente suas opções.

51

Atividades Auditórios e anfiteatros Bancos

Bibliotecas Escolas Escritórios Hospitais Hotéis e restaurantes

Lojas Residências

*

 platéia  atendimento ao público  salas de datilógrafas  salas de gerentes  guichês  arquivos  sala de leitura  salas de aula  quadros-negros  desenho decorativo e esboço  mesa de trabalho  radioterapia Cozinha:  geral  local Vitrinas e balcões*  geral Sala de estar:  geral  local (leitura e escrita) Cozinhas:  geral  local (fogão e mesa) Hall, escada e garagem:  geral  local Banheiros:  geral  local (espelhos) Quarto de dormir  geral  local (espelho e cama)

NBR 5413/92 100-150-200 300-500-750 300-500-750 300-500-750 300-500-750 200-300-500 300-500-750 200-300-500 300-500-750 300-500-750 300-500-750 100-150-200 150-200-300 300-500-750 750-1000-1500 100-150-200 300-500-750 100-150-200 200-300-500 75-100-150 200-300-500 100-150-200 200-300-500 100-150-200 200-300-500

Centros comerciais de grandes cidades.

Tabela 5.1 – Iluminâncias (iluminamentos) médias em lux

Branco Marfim Creme Amarelo-claro Marrom Verde-claro Verde-escuro Azul-claro Rosa Vermelho Cinzento

75 a 85% 63 a 80% 56 a 72% 65 a 75% 17 a 41% 50 a 65% 10 a 22% 50 a 60% 50 a 58% 10 a 20% 40 a 50%

Tabela 5.2 – Fatores de reflexão das diversa cores (refletância)

Teto branco 75% Teto claro 50% Paredes brancas 50% Paredes claras 30% Paredes medianamente claras 10% Tabela 5.3 – Refletância de paredes e tetos Tabela 5.4 – Índice do Local 52

Para iluminação indireta e semiindireta

2,75 a 2,90

3,00 a 3,50

Para iluminação direta e semidireta

2,15 a 2,30

2,45 a 2,60

Largura do local (metros) 2,75 (2,60-2,75)

3,00 (2,90-3,20)

3,70 (3,40-3,80)

4,30 (4,00-4,70)

5,20 (4,90-5,65)

6,00 (5,80-6,60)

7,30 (6,70-7,90)

9,00 (8,25-10,00)

11,00 (10,40-11,90)

12,80 (12,20-13,70)

15,30 (14,00-16,80)

18,30 (17,00-20,45)

23,00 (20,75-27,50)

Comp. do local (metros) 2,50-3,00 3,00-4,30 4,30-6,00 6,00-9,00 9,00-13,00 13,00 ou mais 3,00-4,30 4,30-6,00 6,00-9,00 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30 ou mais 3,00-4,30 4,30-6,00 6,00-9,00 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30 ou mais 4,30-6,00 6,00-9,00 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50 27,30 ou mais 4,30-6,00 6,00-9,00 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-35,00 35,00 ou mais 6,00-9,00 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00 ou mais 6,00-9,00 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00 ou mais 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-55,00 55,00 ou mais 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00 60,00 ou mais 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00 60,00 ou mais 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00 60,00 ou mais 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00 60,00 ou mais 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00 60,00 ou mais

Altura do teto em metros 3,70 a 4,30 a 5,20 a 6,40 a 4,10 5,00 6,00 7,30 Distância do chão ao foco luminoso em metros 2,75 a 3,00 a 3,70 a 4,30 a 2,90 3,50 4,10 5,00

7,60 a 9,00

9,50 a 11,00

11,30 a 15,30

5,20 a 6,00

6,40 a 7,30

7,60 a 9,00

J J J

J J J

J J J I J J J J I H J J I I H H I H H G G G I H H G F F H G F F F G F F E E F E E E E E D D

J J J J

9,50 a 11,00

11,30 a 15,00

Índice do local H H G G F E G G F F E E G F F E E E F E E E D D E E D D D C D D D C C C D C C C C C C C B B B B B B A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A

I I H G G F H H G G F F H G G F F E G F F E E E F F E E E D E E D D D D E D D D C C D C C C C C C C C B B B B B B A A A A A A A A A A A A A A A

J I I H H G I I H G G F I H G G F F H G F F E E G F F E E E F E E E D D E E D D D D D D C C C C D C C C C C C B B B B B B A A A A A A A A A A A

J J J I I H J J I H H H I I H H G G H H G F F F H G G F F E G F E E E E F F E E E E E D D D D D E D C C C C C C C C C C C C C C B B B B A A A A

J J J I J J I H H H J J I I H H I I H H G F I H H G G F H G F F F F G G F F E E F F E E E E F E E D D D E D D D D D C C C C C C C C B B B B

53

J J J J J J J I J J J J I I J J I I H G J I H G G G I H G G F F H G G F F F G F F E E E F F E E E E F E D D D E D D D D D C C C C C B B

J J

J J J

J J J J J J J I I H J J J I I H J I I H H H I I H H G G H H G F F F H G F F F F G F E E E F F E E E E D D D D D C C

J J J I I J J J J I I J I I H H H I I H H G G I H G G F H G F F F G F E E F F E E

J J J

J J J J

J J J I J J J I I I J J J I H H I I H H G I H G G G H G F F G F F F

J J

J J J

J J J J J J J I I J J J I I J J I I H I H H H I H G G

Tabela 5.5 – Coeficientes de Utilização Coeficientes de utilização Luminária Fator de depreciação 1

d = 0,77

2

d = 0,70

3

d = 0,85

4

d = 0,85

5

d = 0,85

6

d = 0,70

7

d = 0,70

8

d = 0,60

9

d = 0,70

10

d = 0,75

Tipo

Teto Paredes

50%

75% 30%

Índice do local J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A

10%

50%

50% 30%

10%

0,29 0,37 0,44 0,51 0,56 0,63 0,67 0,71 0,76 0,79 0,35 0,42 0,47 0,52 0,55 0,59 0,62 0,64 0,66 0,67 0,64 0,69 0,74 0,77 0,81 0,83 0,85 0,86 0,87 0,89 0,25 0,28 0,29 0,31 0,32 0,33 0,34 0,34 0,35 0,35 0,24 0,29 0,32 0,36 0,39 0,42 0,44 0,45 0,47 0,48 0,17 0,22 0,26 0,28 0,31 0,35 0,38 0,40 0,44 0,46 0,09 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,23 0,25 0,28 0,30 0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0,15 0,19 0,20 0,21 0,23 0,28 0,35 0,42 0,48 0,53 0,59 0,63 0,65 0,70 0,73 0,23 0,30 0,35 0,40 0,44 0,49 0,53 0,55 0,59 0,61

0,25 0,33 0,40 0,46 0,52 0,58 0,63 0,67 0,73 0,77 0,32 0,40 0,45 0,50 0,53 0,57 0,60 0,62 0,65 0,66 0,62 0,66 0,72 0,75 0,79 0,81 0,83 0,85 0,87 0,88 0,24 0,27 0,28 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,34 0,35 0,21 0,26 0,30 0,34 0,36 0,40 0,42 0,44 0,46 0,47 0,15 0,19 0,23 0,26 0,28 0,32 0,35 0,37 0,41 0,43 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,19 0,21 0,23 0,26 0,28 0,04 0,06 0,07 0,10 0,11 0,14 0,17 0,19 0,20 0,23 0,24 0,31 0,38 0,43 0,49 0,55 0,59 0,63 0,68 0,71 0,19 0,26 0,31 0,36 0,40 0,46 0,51 0,52 0,56 0,59

Descrição

Coeficientes de utilização 0,36 0,45 0,52 0,58 0,63 0,69 0,73 0,76 0,80 0,83 0,40 0,47 0,52 0,56 0,59 0,63 0,65 0,67 0,69 0,70 0,68 0,73 0,79 0,82 0,86 0,88 0,90 0,91 0,92 0,94 0,27 0,29 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,35 0,36 0,36 0,27 0,32 0,36 0,40 0,42 0,44 0,46 0,48 0,49 0,50 0,23 0,29 0,33 0,37 0,40 0,44 0,48 0,51 0,55 0,57 0,17 0,21 0,25 0,28 0,31 0,35 0,39 0,41 0,46 0,48 0,09 0,13 0,16 0,20 0,21 0,25 0,28 0,31 0,32 0,35 0,35 0,43 0,49 0,56 0,60 0,66 0,69 0,72 0,76 0,78 0,29 0,36 0,41 0,46 0,50 0,56 0,59 0,62 0,65 0,66

54

0,29 0,38 0,45 0,51 0,56 0,63 0,68 0,71 0,76 0,80 0,35 0,43 0,48 0,52 0,56 0,60 0,63 0,65 0,67 0,69 0,64 0,69 0,75 0,79 0,83 0,85 0,87 0,89 0,91 0,93 0,25 0,28 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,34 0,35 0,35 0,24 0,29 0,33 0,36 0,39 0,42 0,44 0,46 0,48 0,49 0,19 0,24 0,28 0,32 0,35 0,40 0,43 0,46 0,50 0,53 0,13 0,17 0,21 0,24 0,27 0,31 0,34 0,37 0,42 0,44 0,07 0,10 0,13 0,16 0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,28 0,36 0,43 0,49 0,54 0,61 0,65 0,68 0,72 0,76 0,24 0,30 0,36 0,41 0,46 0,51 0,55 0,58 0,62 0,64

0,25 0,33 0,40 0,47 0,52 0,59 0,64 0,68 0,73 0,77 0,32 0,40 0,45 0,50 0,53 0,58 0,61 0,63 0,65 0,67 0,62 0,67 0,72 0,76 0,80 0,83 0,85 0,87 0,89 0,91 0,24 0,27 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,35 0,21 0,26 0,30 0,34 0,37 0,40 0,43 0,44 0,46 0,48 0,16 0,22 0,25 0,28 0,32 0,36 0,39 0,42 0,46 0,49 0,11 0,15 0,18 0,21 0,23 0,28 0,31 0,34 0,39 0,42 0,06 0,08 0,10 0,14 0,17 0,20 0,24 0,26 0,28 0,32 0,24 0,32 0,38 0,45 0,50 0,56 0,61 0,65 0,70 0,73 0,20 0,26 0,32 0,37 0,44 0,47 0,52 0,55 0,59 0,61

0,36 0,44 0,51 0,58 0,62 0,68 0,72 0,75 0,79 0,82 0,34 0,46 0,51 0,55 0,58 0,62 0,64 0,66 0,67 0,69 0,67 0,72 0,77 0,80 0,83 0,85 0,87 0,88 0,89 0,91 0,27 0,29 0,30 0,32 0,32 0,34 0,34 0,35 0,35 0,36 0,27 0,32 0,36 0,39 0,41 0,44 0,45 0,47 0,48 0,49 0,21 0,26 0,29 0,32 0,35 0,39 0,42 0,44 0,48 0,50 0,11 0,14 0,16 0,20 0,21 0,24 0,26 0,27 0,30 0,32 0,07 0,09 0,10 0,13 0,15 0,17 0,20 0,21 0,22 0,24 0,33 0,41 0,47 0,53 0,57 0,63 0,66 0,69 0,73 0,75 0,28 0,34 0,40 0,45 0,48 0,53 0,56 0,59 0,61 0,63

Refletor industrial para lâmpadas incandescentes e Lucalox

Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 0,9 Refletor industrial para lâmpadas de vapor de mercúrio e luz mista

Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 0,9

Aparelho de embutir para lâmpada refletora elíptica


Aparelho de embutir para lâmpada refletora


Aparelho de embutir para lâmpadas incandescentes


Globos de vidro fechados para lâmpadas incandescentes Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 1,0

Aparelho incandescente para iluminação indireta

Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 1,1 Sanca com lâmpadas fluorescentes

A distância da sanca para o teto deve ser de 30 a 50 cm

Luminária industrial do tipo Miller


Luminária comercial


Tabela 5.5 – Coeficientes de Utilização (continuação) Coeficientes de utilização Luminária Fator de depreciação 11

d = 0,75

12

d = 0,70

13

d = 0,70

14

d = 0,70

15

d = 0,80

16

d = 0,70

17

d = 0,70

18

d = 0,70

19

d = 0,75

20

d = 0,75

Tipo

Teto Paredes

50%

75% 30%

Índice do local J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A

10%

50%

50% 30%

10%

0,23 0,28 0,32 0,36 0,38 0,42 0,44 0,45 0,47 0,48 0,24 0,30 0,35 0,39 0,42 0,46 0,48 0,50 0,52 0,53 0,21 0,27 0,31 0,36 0,39 0,43 0,46 0,48 0,50 0,52 0,16 0,20 0,24 0,27 0,30 0,33 0,36 0,37 0,40 0,41 0,24 0,31 0,38 0,44 0,49 0,56 0,60 0,65 0,69 0,72 0,22 0,28 0,33 0,37 0,41 0,45 0,48 0,50 0,53 0,55 0,20 0,25 0,30 0,35 0,38 0,43 0,46 0,48 0,51 0,53 0,16 0,22 0,26 0,30 0,33 0,37 0,40 0,43 0,46 0,48 0,21 0,27 0,31 0,36 0,39 0,44 0,47 0,49 0,52 0,54 0,17 0,22 0,25 0,29 0,32 0,36 0,38 0,40 0,42 0,44

0,21 0,26 0,30 0,34 0,36 0,40 0,42 0,44 0,46 0,47 0,21 0,27 0,32 0,36 0,39 0,43 0,46 0,48 0,50 0,52 0,18 0,24 0,28 0,33 0,36 0,40 0,43 0,46 0,49 0,51 0,13 0,18 0,21 0,25 0,28 0,31 0,34 0,36 0,38 0,40 0,20 0,26 0,32 0,39 0,44 0,51 0,56 0,60 0,66 0,70 0,20 0,25 0,30 0,35 0,37 0,42 0,46 0,48 0,51 0,53 0,17 0,22 0,27 0,32 0,35 0,40 0,43 0,46 0,50 0,52 0,14 0,19 0,23 0,27 0,30 0,35 0,38 0,40 0,44 0,46 0,18 0,24 0,28 0,33 0,37 0,41 0,44 0,47 0,50 0,53 0,15 0,19 0,23 0,27 0,30 0,33 0,36 0,38 0,40 0,42

Descrição

Coeficientes de utilização 0,27 0,32 0,36 0,39 0,42 0,44 0,46 0,47 0,49 0,50 0,29 0,35 0,39 0,43 0,46 0,49 0,51 0,52 0,54 0,55 0,25 0,31 0,36 0,40 0,43 0,46 0,49 0,51 0,53 0,54 0,20 0,25 0,28 0,32 0,34 0,37 0,39 0,40 0,42 0,43 0,32 0,40 0,47 0,53 0,58 0,64 0,68 0,72 0,76 0,79 0,27 0,33 0,38 0,43 0,46 0,50 0,53 0,55 0,57 0,59 0,25 0,31 0,36 0,40 0,44 0,48 0,51 0,53 0,56 0,58 0,22 0,27 0,32 0,36 0,39 0,43 0,46 0,48 0,50 0,52 0,26 0,32 0,37 0,42 0,45 0,49 0,52 0,54 0,56 0,58 0,22 0,28 0,32 0,36 0,39 0,43 0,45 0,47 0,49 0,51

55

0,23 0,29 0,33 0,36 0,39 0,42 0,44 0,46 0,48 0,49 0,24 0,31 0,35 0,39 0,42 0,46 0,48 0,50 0,52 0,54 0,21 0,27 0,31 0,36 0,39 0,43 0,46 0,48 0,51 0,53 0,16 0,21 0,24 0,28 0,30 0,34 0,36 0,38 0,40 0,42 0,25 0,32 0,39 0,46 0,51 0,58 0,62 0,66 0,71 0,75 0,23 0,29 0,34 0,38 0,41 0,47 0,50 0,52 0,55 0,57 0,20 0,26 0,31 0,36 0,40 0,44 0,48 0,50 0,53 0,56 0,17 0,22 0,27 0,31 0,34 0,39 0,42 0,45 0,48 0,49 0,21 0,27 0,31 0,37 0,41 0,46 0,48 0,51 0,54 0,56 0,18 0,24 0,28 0,32 0,35 0,40 0,42 0,44 0,47 0,49

0,21 0,26 0,30 0,34 0,37 040 0,42 0,44 0,46 0,48 0,21 0,27 0,32 0,36 0,39 0,43 0,46 0,48 0,51 0,52 0,18 0,24 0,28 0,33 0,36 0,40 0,43 0,46 0,49 0,51 0,13 0,18 0,22 0,25 0,28 0,32 0,34 0,36 0,39 0,41 0,20 0,27 „0,34 0,40 0,45 0,52 0,58 0,62 0,67 0,72 0,20 0,26 0,30 0,35 0,39 0,44 0,47 0,50 0,53 0,55 0,17 0,23 0,28 0,32 0,36 0,41 0,45 0,47 0,51 0,54 0,14 0,19 0,23 0,28 0,31 0,36 0,39 0,42 0,46 0,48 0,18 0,24 0,29 0,34 0,37 0,42 0,46 0,48 0,52 0,54 0,16 0,21 0,25 0,29 0,32 0,37 0,40 0,42 0,44 0,47

0,27 0,32 0,35 0,38 0,41 0,44 0,45 0,47 0,48 0,49 0,28 0,34 0,38 0,42 0,45 0,48 0,50 0,52 0,54 0,55 0,25 0,31 0,35 0,39 0,42 0,46 0,48 0,50 0,52 0,54 0,20 0,24 0,27 0,31 0,33 0,36 0,38 0,39 0,41 0,43 0,30 0,38 0,44 0,50 0,55 0,61 0,65 0,68 0,72 0,76 0,26 0,32 0,37 0,41 0,44 0,48 0,50 0,52 0,54 0,56 0,24 0,29 0,34 0,39 0,42 0,46 0,48 0,51 0,53 0,55 0,21 0,26 0,30 0,34 0,37 0,41 0,43 0,45 0,48 0,50 0,25 0,31 0,35 0,40 0,43 0,47 0,49 0,51 0,54 0,56 0,20 0,25 0,29 0,32 0,35 0,38 0,40 0,42 0,44 0,45

Refletor parabólico duplo para 2 lâmpadas fluorescentes l = 0,9 h

Refletor com difusor de plástico l = 0,9 h

Aparelho para embutir com colmeia l = h

Aparelho para embutir com difusor de plástico

Calha chanfrada l = h

Aparelho indicado para recintos baixos, onde o teto deve ser levemente iluminado l=h

Aparelho para ser usado com colmeia ou plástico l = 1,1 h

Luminária de plástico L = 1,1 h

Aparelho com colmeia e plásticos ou vidros laterais para lojas e escolas l = 1,1 h

Luminária ampla, usada na maioria das vezes em linhas contínuas l = 1,1 h

Tabela 5.5 – Coeficientes de Utilização (continuação) Coeficientes de utilização Luminária Fator de depreciação

Tipo

Teto Paredes Índice do local

50%

J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A J I H G F E D C B A

0,25 0,31 0,35 0,40 0,43 0,47 0,49 0,51 0,54 0,56 0,29 0,37 0,44 0,50 0,54 0,61 0,64 0,67 0,70 0,73 0,29 0,38 0,45 0,51 0,55 0,63 0,67 0,70 0,73 0,76 0,25 0,32 0,37 0,44 0,49 0,55 0,57 0,62 0,66 0,69 0,25 0,30 0,34 0,37 0,40 0,44 0,46 0,48 0,50 0,51 0,20 0,23 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34 0,35 0,37 0,37 0,24 0,32 0,37 0,42 0,46 0,52 0,56 0,58 0,62 0,64

21

d = 0,70

22

d = 0,70

23

d = 0,70

24

d = 0,70

25

25

26

75% 30%

10%

50%

50% 30%

10%

0,21 0,25 0,28 0,30 0,35 0,37 0,39 0,41 0,43 0,45 0,23 0,30 0,36 0,41 0,45 0,50 0,53 0,55 0,59 0,61 0,23 0,31 0,37 0,41 0,46 0,52 0,55 0,58 0,61 0,63 0,22 0,29 0,32 0,38 0,40 0,45 0,49 0,51 0,53 0,55 0,16 0,20 0,23 0,26 0,27 0,30 0,32 0,33 0,34 0,36 0,15 0,18 0,20 0,23 0,24 0,27 0,28 0,29 0,31 0,32 0,16 0,23 0,28 0,33 0,36 0,42 0,46 0,49 0,52 0,55

0,19 0,23 0,27 0,31 0,32 0,35 0,38 0,40 0,42 0,44 0,20 0,29 0,33 0,39 0,42 0,48 0,51 0,54 0,57 0,60 0,21 0,29 0,35 0,40 0,43 0,49 0,53 0,56 0,59 0,62 0,19 0,23 0,28 0,33 0,37 0,42 0,45 0,48 0,51 0,53 0,16 0,19 0,22 0,24 0,26 0,29 0,31 0,32 0,34 0,35 0,14 0,17 0,19 0,22 0,23 0,26 0,27 0,29 0,30 0,31 0,13 0,20 0,25 0,30 0,33 0,39 0,43 0,46 0,50 0,53

0,21 0,27 0,32 0,36 0,39 0,44 0,47 0,49 0,52 0,54 0,24 0,32 0,39 0,45 0,50 0,56 0,60 0,63 0,67 0,70 0,25 0,33 0,40 0,45 0,50 0,58 0,62 0,66 0,70 0,73 0,20 0,27 0,32 0,38 0,42 0,49 0,54 0,57 0,62 0,65 0,21 0,25 0,29 0,33 0,36 0,39 0,42 0,44 0,47 0,48 0,16 0,20 0,23 0,26 0,27 0,30 0,32 0,33 0,34 0,36 0,21 0,28 0,33 0,38 0,42 0,48 0,53 0,56 0,60 0,62

0,23 0,29 0,33 0,37 0,39 0,43 0,45 0,47 0,49 0,50 0,28 0,36 0,41 0,47 0,51 0,57 0,60 0,63 0,65 0,68 0,28 0,36 0,42 0,48 0,52 0,59 0,62 0,65 0,68 0,70 0,24 0,31 0,35 0,42 0,46 0,52 0,54 0,58 0,62 0,64 0,19 0,24 0,27 0,31 0,34 0,38 0,41 0,43 0,46 0,48 0,16 0,19 0,22 0,24 0,26 0,29 0,31 0,32 0,34 0,35 0,17 0,24 0,29 0,34 0,39 0,45 0,49 0,52 0,56 0,60

0,21 0,26 0,30 0,34 0,37 0,40 0,43 0,45 0,47 0,49 0,24 0,31 0,38 0,43 0,47 0,52 0,56 0,59 0,63 0,65 0,24 0,32 0,38 0,43 0,48 0,55 0,59 0,62 0,65 0,68 0,20 0,26 0,31 0,36 0,40 0,47 0,51 0,54 0,58 0,61 0,20 0,23 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34 0,35 0,37 0,37 0,17 0,21 0,23 0,25 0,27 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33 0,20 0,27 0,32 0,37 0,40 0,45 0,48 0,51 0,54 0,57

Observação: o fator de depreciação deve ser estimado da seguinte maneira: a) manutenção deficiente

Descrição

Coeficientes de utilização

td = 0,45 = tipo c/plástico td = 0,55 = tipo c/colmeia

b) manutenção boa

td = 0,65 = tipo c/plástico td = 0,70 = tipo c/colmeia Valores de intensidade luminosa (Osram do Brasil): Lâmpada e luminária Lâmpada incandescente de 100W perpendicular ao eixo da lâmpada Lâmpada fluorescente de 40 W perpendicular ao eixo da lâmpada Projetor com refletor pintado Projetor com refletor espelhado Holofote

* Na direção principal de radiação 56

Intensidade luminosa 110cd 180,...,300cd/1.000 lm (confome a cor) 250 cd/1.000 lm * 700 cd/1.000 lm * até 106 cd/1.000 lm *

Luminária comercial para lâmpadas high output, providas de colmeia

Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 0,9 Luminária industrial para lâmpadas high output, providas de colmeia

Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 1,0 Luminária industrial para lâmpadas high output


Luminária comercial para lâmpadas high output, provida de colmeia


Teto com colmeia plástica

Teto com colmeia de metal (branco)

Teto com plástico acrílico

Figura 14 – Lâmpada incandescente comum.

Figura 15 – Lâmpada de luz mista LM, Sylvania

Tabela 5.6 – Lâmpadas incandescentes para iluminação geral Potência (Watts)

Fluxo Luminoso (Lumens) 127V

25 40 60 100 150 200 300 40 60 100

235 455 780 1.470 2.430 2.325 5.205 430 740 1.365

Fabricante Base

Acabamento

MCT mm

DM mm

Tipo

220V 225 380 680 1.295 2.155 2.985 4.835 350 625 1.195

General Electric

E-27

E-27

Claro (transparente)

Branco interno (fosca)

108 108 108 108 123 150 185 102 102 102

56 56 56 56 68 74 92 61 61 61

CRI

CI ML

57

Bulbo A-17 A-17 A-17 A-17 A-21 A-23 PS-30 R-19 R-19 R-19

Philips Tipo

SC

AW S


Osram Tipo

C

AP B


Sylvania Tipo

S

D A


     

CRI – cristal CI – comercial industrial ML – max-lux SC – standart clara AW – alta wattagem S – soft

     

C – comum AP – alta potência B – bellaluz S – standart D – doméstico A – alvalux

Tabela 5.7 – Lâmpadas incandescentes refletoras (espelhadas) Philips. Código comercial

Potência (W)

Base

Bulbo

Comptalux Facho Médio 100 E27 R95 Comptalux Facho Médio 150 E27 R95 Comptalux Spot 60 E27 R80 Comptalux Spot 100 E27 R80 Mini-Spot 40 E27 R63 Mini-Spot 60 E27 R63 Mini-Spot Colorida 40 E27 R63 Mini-Spot Ouro 60 E27 R63  Temperatura de cor em torno de 2.800K.  Índice de reprodução de cor (IRC): 100 aprox.  Ignição imediata.  Vida média: padronizada em 1.000h

Fluxo luminoso médio (lm) 127V 220V 1.200 1.040 1.830 1.670 600 600 1.230 1.135 380 350 650 600 127V ou 220V 127V ou 220V

Intensidade no centro do facho (cd) 127V 220V 127V 127V

ou ou

220V 220V

Figura 16 – Abertura de fachos luminosos nas lâmpadas refletoras (espelhadas) Philips.

58

Abertura do facho 30° 30° 30°

Peso (g)

Tabela 5.8 - Lâmpadas fluorescentes - Equivalência de cores e tonalidades para diversos fabricantes Referência Comercial

Potência (Watts)

Fluorescentes convencionais - p/reator convencional + Starter Fluorescentes de corrente reduzida - p/reator partida rápida especial

Especificações Comprim nominal Bulbo

Fabricantes Fluxo luminoso nom. inicial (lumens)

Vida nominal (Horas)

15W

46cm

T-8

800 lm

7.500 H

30W

92cm

T-8

2.000 lm

7.500 H

16W

60cm

T-8

1.020 lm

10.000 H

32W

Philips

Osram

Sylvania

GE

TLD , Extra luz do dia

T8, Luz do dia especial

T8, Luz do dia plus

T8, Luz do dia

TLD, Branca confort

-

Octrom, Branco confort

Trimline, SP41

TLD, Super 84

Lumilux branca

-

Trimline SPX41

TL, Extra lux do dia

Luz do dia especial

Luz do dia plus

Duramax, super luz do dia

-

-

-

Croma 50

-

-

Alvorada plus

-

-

-

-

Coloridas azul, verde e rosa

1,20cm

T-8

2.500 lm

10.000 H

16W

60cm

T-8

1.150 lm

10.000 H

32W

1,20cm

T-8

2.850 lm

10.000 H

20 W

60cm

T-12

1.060 lm

12.000 H

40 W

1,20 m

T-12

2.700 lm

12.000 H

20 W 40 W 20 W 40 W 20 W 40 W 20 W 40 W

60cm 1,20 m 60 cm 1,20 m 60cm 1,20 m 60cm 1,20m

T-12 T-12 T-12 T-12 T-12 T-12 T-12 T-12

850 lm 2.150 lm 1.150 lm 3.000 lm 1.150 lm 3.000 lm -

12.000 H 12.000 H 12.000 H 12.000 H 12.000 H 12.000 H 12.000 H 12.000 H

Fluorescentes HO p/reator partida rápida especial p/HO

110 W

2,40m

T-12

8.200 lm

12.000 H

HO, extra luz do dia

HO, luz do dia especial

HO, luz do dia plus

HO, luz do dia

Fluorescentes biaxiais compactas

7W 9W 11 W 13 W

13,5cm 16,5cm 23,5cm 19,1cm

T-4 T-4 T-4 T-4

400 lm 600 lm 900 lm 850 lm

10.000 H 10.000 H 10.000 H 10.000 H

PL

Dulux, interna luminux 41

Compacta TT

Biax SPX27

Fluorescentes universais - p/reator partida rápida ou reator convencional + Starter

-

Duramax Alvorada 35 Duramax Suave 30 Coloridas: Azul, verde e rosa

Tabela 5.9 - Lâmpadas de luz mista LM, Sylvania do Brasil S.A Potência (W)

Formato bulbo

Acabamento

Compr. (mm)

Largura (mm)

Base

160 250 250 500

Ovóide Ovóide Ovóide Ovóide

Revestido Revestido Revestido Revestido

177 223 223 280

75 90 90 117

E-27 E-27 E-40 E-40

Fluxo luminoso (Lumens) 2.900 5.200 5.200 12.500

Rendimento (lm/Watt)

Posição de trabalho

Vida média (horas)

Código Sylvania

18 21 21 25

Vert.  30° Universal Universal Universal

8.000 8.000 8.000 8.000

H2A005 H2A006 H2A007 H2A008

A lâmpada de luz Mista-LM não necessita de reator. É ligada diretamente à rede de 220 volts. Uma alternativa de baixo custo para a substituição de lâmpadas incandescentes de alta potência. Temperatura de cor 3.500K e índice de reprodução de cores 60. Tabela 5.10 - Lâmpadas a vapor de mercúrio HPL-N da philips. Código Comercial

Base

Tensão

HPL-N 80W HPL-N 125W HPL-N 250W HPL-N 400W

E27/27 E27/27 E40/45 E40/45

220 220 220 220

Tensão mínima da rede para ignição* (20°) (V) 180 180 180 180

Tensão mínima da rede para operação estável (20°C) (V) 198 198 198 198

*À zero hora. **Após 100 horas de funcionamento.

59

Tensão média na lâmpada ** (V)

Corrente média na lâmpada ** (A)

Fluxo luminoso médio ** (lm)

115 125 135 140

0,80 1,15 2,10 3,25

3.600 6.200 12.700 22.000

Temperatura máxima (°C)

Base 200 200 250 250

bulbo 350 350 350 350

Tabela 5.11 – Lâmpadas a vapor metálico tubular duplo contato HSI-TD, Sylvania Tonal.

Compr. (mm)

Largura (mm)

Base

Tubular

NDL

120

21

RX7s-2

Fluxo luminoso (Lumens) 5.500

Tubular

WDL

120

21

RX7s-2

6.000

86

Tubular

NDL

120

21

RX7s-2

8.550

86

Tubular

WDL

120

21

RX7s-2

8.550

86

150

Tubular

NDL

137

24

RX7s-2

13.000

87

150

Tubular

WDL

137

24

RX7s-2

13.000

87

250

Tubular

NDL

162

26

Fc2/18

20.000

80

250

Tubular

WDL

162

26

Fc2/18

20.000

80

Potência (W)

Formato bulbo

70 70 100 100

Rendimento (lm/Watt)

Posição de trabalho

Unidades por caixa

79

Hor.  45°

10

Vida Média (Horas) 9.000

10

9.000

H4E001

10

9.000

H4E011

10

9.000

H4E003

10

9.000

H4E005

10

9.000

H4E006

12

9.000

H4E010

12

9.000

H4E012

Hor.  45° Hor.  45° Hor.  45° Hor.  45° Hor.  45° Hor.  45° Hor.  45°

A lâmpada Vapor Metálico Tubular Duplo Contato – HSI-TD de baixa potência foi projetada para iluminação de interiores. Proporciona alto fluxo luminoso com excelente reprodução de cores. WDL – temperatura de cor 3.200 K e índice de reprodução de cores 75. NDL – temperatura de cor 4.200 K e índice de reprodução de cores 75.

Bulbo ovóide Bulbo tubular 1- Base fixa 1- Base fixa 2- Suporte e condutor (pela forma em espiral, a 2- Anéis de eliminação do resíduo de oxigênio no distribuição de luz não é afetada) bulbo externo 3- Tubo de descarga de óxido de alumínio 3- Condutor flexível 4- Camada interna de pó difusor 4- Bulbo externo de vidro duro 5- Anéis de eliminação do resíduo de oxigênio no 5- Tubo de descarga em óxido de alumínio bulbo externo 6- Suporte e condutor (pela forma em espiral, a 6- Condutor flexível distribuição de luz não é afetada) 7- Bulbo externo de vidro duro Figura 17 – Lâmpadas a vapor de sódio a alta pressão SON/SON-T, Philips. Tabela 5.12 – Lâmpadas a vapor de sódio de alta pressão SON, SON-T e SON-H, Philips. Código comercial SON-H 220W SON-H 350W SON/T 250W SON/T 400W SON/T 1.000W

Base

Tensão (V)

Tensão mín. da rede para ignição* (20°C) (V)

E40/45 E40/45

220 220

190 190

Tensão mín. da rede para operação estável (20°C) (V) 200 200

E40 E40 E40

220 220 220

170 170 170

198 198 198

198 198 198

198 198 198

SON 70W E27/27 220 SON 250W E40/45 220 SON 400W E40/45 220 * À zero hora, entre –30°C e +20°C. **Após 100 horas de funcionamento

Corrente média na lãmpada ** (A)

Fluxo luminoso médio** (lm)

104 117

2,50 3,60

18.000 34.500

base 250 250

bulbo 350 350

100  15

3,00 4,60 10,60

27.500 48.000 125.000

250 250 250

350 350 350

0,98 3,00 4,45

5.600 26.500 49.000

250 250 250

350 350 350

100  15 100  15 90 100 105

60

Temperatura máxima (°C)

Tensão média na lâmpada ** (V)

Código Sylvania H4E008

CAPÍTULO 6 – CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA 6.1-Legislação Atual Em conformidade com o estabelecido pelo Decreto N° 62724 de 17 de maio de 1968 e com a nova redação dada pelo Decreto N° 75887 de 20 de junho de 1975, as concessionárias de energia elétrica adotaram, desde então, o fator de potência de 0,85 como referência para limitar o fornecimento de energia reativa. O decreto N° 479 de 20 de março de 1992, reiterou a obrigatoriedade de se manter o fator de potência o mais próximo possível da unidade (1,00), tanto pelas concessionárias quanto pelos consumidores, recomendando, ainda, o estabelecimento de um novo limite de referência para o fator de potência indutivo e capacitivo, bem como a forma de avaliação e de critério de faturamento da energia reativa excedente a esse novo limite. A nova legislação pertinente, estabelecida pela ANEL - Agência Nacional de Águas e Energia Elétrica, introduz uma nova forma de abordagem do ajuste pelo baixo fator de potência, com os seguintes aspectos relevantes: - aumento do limite mínimo do fator de potência de 0,85 para 0,92; - faturamento de energia reativa capacitiva excedente; - redução do período de avaliação do fator de potência de mensal para horário, a partir de 1996. Com isso muda-se o objetivo do faturamento: ao invés de cobrar um ajuste por baixo fator de potência, como faziam até então, as concessionárias passam a faturar a quantidade de energia reativa que poderia ser transportado no espaço ocupado por esse consumo de reativo. Este é o motivo porque as tarifas aplicadas serem as de demanda e consumo de ativos, inclusive ponta e fora de ponta para os consumidores enquadrados na tarifação horosazonal. Além do novo limite e da nova forma de medição, outro ponto importante ficou definido: das 6:00h às 24:00h o fator de potência deve ser no mínimo 0,92 para a energia e demanda de potência reativa indutiva fornecida, e das 24:00h até as 6:00h no mínimo 0,92 para energia e demanda de potência reativa capacitiva recebida. 6.2-Conseqüências na Instalação Devido ao Baixo Fator de Potência 1-Perdas na Instalação Ocorrem na forma de calor e são proporcionais ao quadrado da corrente total. Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa, estabelece-se uma relação entre o incremento das perdas e o baixo fator de potência, provocando o aumento do aquecimento de condutores e equipamentos. 2-Quedas de Tensão O aumento da corrente devido ao excesso de energia reativa leva a quedas de tensão acentuadas, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a sobrecarga em certos elementos da rede. Esse risco é sobretudo acentuado durante os períodos nos quais a rede é fortemente solicitada. As quedas de tensão podem provocar ainda, a diminuição da intensidade luminosa das lâmpadas e aumento das correntes dos motores. 3-Subutilização da Capacidade Instalada A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza sua plena utilização, condicionando a instalação de novas cargas a investimentos que seriam evitados se o fator de potência apresentasse valores maiores. O "espaço" ocupado pela energia reativa poderia então ser utilizado para atendimento de novas cargas. Os investimentos em ampliação das instalações estão relacionados principalmente aos transformadores e condutores necessários. O transformador a ser instalado deve atender à potência total dos equipamentos utilizados, mas devido a presença de potência reativa, a sua capacidade deve ser calculada com base na potência aparente das instalações. A tabela a seguir mostra a potência que deve ter um transformador (valor comercial aproximado) para atender uma instalação de 800kW em função de vários fatores de potência de instalação:

61

Potência útil absorvida (kW) 800 800 800 800

Fator de potência (cos  ) 0,50 0,80 0,92 1,00

Potência do Transformador (kVA) 1600 1000 900 800

Aumento de Custos: as despesas com sistemas de proteção, comando e controle aumentam com o aumento de energia reativa. Como exemplo, podemos citar o aumento das seções dos cabos elétricos com a diminuição do fator de potência. Portanto, a liberação da capacidade de energia com a correção do fator de potência, aumenta a capacidade de atendimento a novas cargas da instalação. 6.3-Principais Conseqüências para a Concessionária e para o Consumidor -

Acréscimo na fatura de energia elétrica por estar operando com baixo fator de potência; Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação; Quedas e flutuações de tensão nos circuitos de distribuição; Sobrecarga nos equipamentos de manobra, limitando sua vida útil; Aumento das perdas elétricas na linha de distribuição pelo efeito Joule (aquecimento dos cabos); Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores; Necessidade do aumento da capacidade dos equipamentos de manobra e de proteção.

6.4-Causas do Baixo Fator de Potência -

Motores de indução operando a vazio; Motores superdimensionados para sua necessidade de trabalho; Transformadores trabalhando a vazio ou com pouca carga; Reatores de baixo fator de potência no sistema de iluminação; Fornos de indução ou a arco; Máquinas de tratamento térmico; Máquinas de solda; Nível de tensão acima do valor nominal provocando um aumento do consumo de energia reativa.

6.5-Tipos de Correção do Fator de Potência A correção do fator de potência pode ser feita instalando os capacitores de quatro maneiras diferentes, tendo como objetivos a conservação de energia e a relação custo/beneficio: a) correção na entrada de energia de alta tensão: corrige o fator de potência "visto" pela concessionária, permanecendo internamente todos os inconvenientes citados pelo baixo fator de potência; b) correção na entrada de energia de baixa tensão: permite uma correção bastante significativa, normalmente com bancos automáticos de capacitores. Utiliza-se este tipo de correção em instalações elétricas com elevado número de cargas com potências diferentes e regimes de utilização pouco uniformes. A principal desvantagem consiste em não haver alívio considerável dos alimentadores de cada equipamento; c) correção por grupos de cargas: o capacitor é instalado de forma a corrigir um setor ou um conjunto de pequenas máquinas (<10cv). É instalado junto ao quadro de distribuição que alimenta esses equipamentos. Tem como desvantagem não diminuir a corrente nos alimentadores de cada equipamento; d) correção localizada: é obtida instalando-se os capacitores junto ao equipamento que se pretende corrigir o fator de potência. Representa, do ponto de vista técnico, uma boa opção, oferecendo as seguintes vantagens: - reduz as perdas energéticas em toda a instalação; - diminui a carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos; - pode-se utilizarem sistema único de acionamento para a carga e o capacitor, economizando- se um equipamento de manobra; - gera potência reativa somente onde é necessário. e) correção mista: é a melhor solução, pois gera maior conservação de energia, considerando os aspectos técnicos de cada setor da instalação e as particularidades de cada equipamento ou grupo de equipamentos . 62

6.6-Determinação da Potência Reativa Capacitiva Em instalações industriais, considerando a inexistência de harmônicos, o método de dimensionamento é simples. Basta saber o fator de potência atual e o desejado, obter o fator multiplicador (tabela 6.1) e aplicar a seguinte equação: [ Equação 1 ] Preat capac  Pat. total * F onde: Preat capac: potência reativa capacitiva a ser corrigida (kvar); Pat. total: potência ativa total da carga ou da instalação (kW); F: fator multiplicador, obtido da tabela 6.1 em função do cos

1

existente e do cos

2

desejado.

Para a correção do fator de potência de motores deve-se levar em consideração o rendimento e a porcentagem de carga aplicada ao eixo. A seguinte equação é então aplicada:

Preat capac 

Pat. total * %c arg a * F



[Equação 2]

onde: Preal capac: potência reativa capacitiva a ser corrigida (kvar); Pat. total: potência ativa total do motor (kW); %carga: porcentagem de carga aplicada ao eixo (50%, ou 75% ou 100%); F: fator multiplicador obtido pela tabela 6.1. Com o valor da potência reativa capacitiva a corrigir, basta instalar um capacitor cuja potência seja a mais próxima possível da calculada. Geralmente instala-se um grupo ou "banco de capacitores" que, conectados em paralelo resultam em um valor adequado às necessidades da instalação. 6.7-Harmônicos Harmônicos são oscilações na rede, cuja freqüência é múltipla da freqüência fundamental de 60Hz (120Hz, 180Hz, 240Hz, etc.). A tarefa de corrigir o fator de potência em redes que apresentam este fenômeno é mais complexa, pois os harmônicos interagem com os capacitores causando fenômenos de ressonância. Os harmônicos têm origem em cargas não-lineares, cuja forma de onda de corrente não acompanha a forma de onda senoidal da alimentação. Nos transformadores, surgem pelo fato de haver uma relação não linear entre o fluxo de magnetização e a corrente de excitação correspondente. Classificação dos Harmônicos a) Categoria 1: nesta categoria encontram-se os equipamentos com característica operativa de arcos voltaicos tais como: fornos a arco, máquinas de solda, lâmpadas de descarga, etc. A natureza de formação é oriunda da não linearidade do arco voltaico; b) Categoria 2: nesta categoria encontram-se os equipamentos de núcleo magnético saturado tais como reatores e transformadores de núcleo saturado. A natureza de formação da corrente é oriunda da não linearidade do circuito magnético; c) Categoria 3: nesta categoria encontram-se os equipamentos eletrônicos tais como: inversores, retificadores, televisores, microondas, computadores, UPS (no-breaks), etc. A natureza de formação da corrente é oriunda da não linearidade dos componentes eletrônicos. Problemas Causados pelos Harmônicos Altos níveis de distorção harmônica presentes em uma instalação elétrica podem causar problemas para as concessionárias e na própria instalação (queima de lâmpadas e equipamentos devido a sobretensões imprevisíveis). Estas ondas de freqüência superior à fundamental podem causar vários danos ao sistema, entre os quais podemos citar: - aumento das perdas nos estatores e rotores de máquinas rotativas, causando sobreaquecimentos; - gera aumento de perdas devido ao aumento do valor eficaz da corrente, além do surgimento de quedas de tensão harmônicas nas várias impedâncias do circuito. No caso de cabos há uma fadiga dos dielétricos, diminuindo sua vida útil e aumentando os custos de manutenção. O aumento das perdas e o desgaste precoce podem afetar os transformadores da instalação; - distorção das características de atuação dos relés de proteção; 63

-

aumento do erro em instrumentos de medição de energia, que estão calibrados para medir ondas senoidais puras em 60Hz; interferência em equipamentos de comunicação, computadores e inversores; aparecimento de ressonâncias entre capacitares e o restante do sistema, resultando em sobretensões e sobrecorrentes; aquecimento de reatores de lâmpadas de descarga, entre outras conseqüências.

6.8-Conseqüências Sobre o Fator de Potência em Instalações com Harmônicos Alteração do triângulo de potências: quando há presença de harmônicos na instalação, o triângulo de potências sofre uma alteração (figura 2), recebendo uma terceira dimensão provocada pela parcela de potência necessária para suprir as perdas geradas pelos harmônicos.

Figura 18 – Figura do paralelepípedo; distorção causada pelos harmônicos.

Efeitos da ressonância: ocorre ressonância série entre os capacitores (ou banco de capacitores) e o(s) trafo(s) da instalação. Ressonância série é o efeito não qual as reatâncias indutivas e capacitivas de um circuito RLC são iguais. Quando isto acontece as reatâncias se cancelam entre si e a impedância do circuito passa a ser a resistência do circuito, que é um valor muito pequeno, gerando sobrecorrentes que danificam os capacitores e demais componentes do circuito. 6.9-Proteções Contra Harmônicos Indutor anti-harmônico: protege os capacitores contra surtos de corrente provenientes dos harmônicos. Porém, o restante da instalação continua exposto aos efeitos dos harmônicos; Filtro anti-harmônico: elimina um harmônico específico da rede elétrica, evitando assim problemas na instalação e nos equipamentos. Caso existam problemas com mais de um harmônico, deve-se utilizar filtros individuais para cada um deles. Exemplo 1: uma indústria possui carga instalada de 200kW. Foi verificado que o fator de potência é igual a 85% (em atraso). Qual deverá ser a potência (kvar) de um capacitor que, após estar instalado, reduza a potência reativa, de modo que o fator de potência atenda às prescrições da concessionária, isto é, seja igual ou superior a 0,92 (em atraso). Solução: a) carga instalada: P = 200kW; h) fator de potência atual: cos  1 = 0,85 c) fator de potência desejado: cos  2 = 0,92 d) fator multiplicador: pela tabela 6.1, obtemos o valor de 0, 191; e) potência reativa capacitiva a ser corrigida (kvar): Preat capac. = 200 * 0,191 = 38,2kvar Conclusão: o(s) capacitor(es) necessário(s) para realizar a melhoria do fator de potência na indústria, da forma desejada, deve(m) possuir potência, cujo valor seja o mais próximo possível de 38,2kvar. Exemplo 2: uma indústria cujo FP = 0,77 foi corrigido para 0,95, graças a instalação de capacitores. O consumo anual é 100000kWh. Calcule a redução anual do consumo energético, em kWh, depois da instalação dos capacitores, sabendo que as perdas por efeito Joule representam 4% do consumo. Solução: a) consumo anual: P = 100000kWh b) a redução das perdas será:

64

  cos  1  2    0 ,77  2    * 100  1    P%  1     * 100  34 ,3%   cos  2     0 ,95  

 a redução percentual de perdas será de 34,3%. Sabendo que as perdas por efeito Joule representam 4% do consumo (0,04 * 100000 = 4000kWh), então a redução anual nas perdas será: ∆P = 0,343 * 4000 = 1372kWb Conclusão: A redução nas perdas será de 34,3%, o que representa 1372kWh de economia no consumo de energia elétrica da indústria. 6.10-Exercícios Propostos 01- Uma olaria consome 8000kWh mensalmente. O fator de potência era FP1 = 0,85 e foi corrigido para FP2 = 0,94. Sabendo que as perdas por efeito Joule representam 8% do consumo energético, calcule a redução do consumo de energia após a instalação do(s) capacitor(es). 02- Calcule a potência reativa capacitiva, para que seja possível corrigir o fator de potência de 0,84 para 0,95 de um açougue, cuja carga instalada é de 68kW. 03- Uma indústria metalúrgica possui as seguintes cargas instaladas: - potência da iluminação com lâmpadas fluorescentes: 62,5kW, cosq  = 0,92 em avanço; - motores elétricos: 236kW, cos  = 0,85 em atraso; - fundição: 185kW, cos  = 0,83 em atraso; Calcule o fator de potência atual e, se necessário, calcule a potência do(s) capacitor(es) para corrigir o mesmo para 0,92 em atraso. 04- Uma pequena serralheria possui carga instalada de 82kW. Seu fator de potência atual é de 0,84 em atraso e deseja-se corrigi-lo para 0,95 em atraso. Calcule a potência do(s) capacitor(es) para isso.

Figura 19 – Tipos de instalações de capacitores de potência.

65

Tabela 6.1 – Fator Multiplicador F em função do fator de potência desejado e do fator de potência existente Fator de potência original 0,50 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99

Fator de potência desejado (%) cos  2 0,80

0,81

0,82

0,83

0,84

0,85

0,86

0,87

0,88

0,89

0,90

0,91

0,92

0,93

0,94

0,95

0,96

0,97

0,98

0,99

1,00

0,982 0,937 0,893 0,850 0,809 0,769 0,730 0,692 0,655 0,618 0,584 0,549 0,515 0,483 0,450 0,419 0,388 0,358 0,329 0,299 0,270 0,242 0,213 0,186 0,159 0,132 0,105 0,079 0,053 0,026 0,000

1,008 0,962 0,919 0,876 0,835 0,795 0,756 0,718 0,681 0,644 0,610 0,575 0,541 0,509 0,476 0,445 0,414 0,384 0,355 0,325 0,296 0,268 0,239 0,212 0,185 0,158 0,131 0,105 0,079 0,052 0,026 0,000

1,034 0,989 0,945 0,902 0,861 0,821 0,782 0,744 0,707 0,670 0,636 0,601 0,567 0,535 0,502 0,471 0,440 0,410 0,381 0,351 0,322 0,294 0,265 0,238 0,211 0,184 0,157 0,131 0,105 0,078 0,052 0,026 0,000

1,060 1,015 0,971 0,928 0,887 0,847 0,808 0,770 0,733 0,696 0,662 0,627 0,593 0,561 0,528 0,497 0,466 0,436 0,407 0,377 0,348 0,320 0,291 0,264 0,237 0,210 0,183 0,157 0,131 0,104 0,078 0,052 0,026 0,000

1,086 1,041 0,997 0,954 0,913 0,873 0,834 0,796 0,759 0,722 0,688 0,653 0,619 0,587 0,554 0,523 0,492 0,462 0,433 0,403 0,374 0,346 0,317 0,290 0,263 0,236 0,209 0,183 0,157 0,130 0,104 0,078 0,052 0,026 0,000

1,112 1,067 1,023 0,980 0,939 0,899 0,860 0,822 0,785 0,748 0,714 0,679 0,645 0,613 0,580 0,549 0,518 0,488 0,459 0,429 0,400 0,372 0,343 0,316 0,289 0,262 0,235 0,209 0,183 0,153 0,130 0,104 0,078 0,052 0,026 0,000

1,139 1,094 1,050 1,007 0,966 0,926 0,887 0,849 0,812 0,775 0,741 0,706 0,672 0,640 0,607 0,576 0,545 0,515 0,486 0,456 0,427 0,399 0,370 0,343 0,316 0,289 0,262 0,236 0,210 0,183 0,157 0,131 0,105 0,079 0,053 0,027

1,165 1,120 1,076 1,033 0,992 0,952 0,913 0,875 0,838 0,801 0,767 0,732 0,698 0,666 0,633 0,602 0,571 0,541 0,512 0,482 0,453 0,425 0,396 0,369 0,342 0,315 0,288 0,262 0,236 0,209 0,183 0,157 0,131 0,105 0,079 0,053 0,026

1,192 1,147 1,103 1,060 1,019 0,979 0,940 0,902 0,865 0,828 0,794 0,759 0,725 0,693 0,660 0,629 0,598 0,568 0,539 0,509 0,480 0,452 0,423 0,396 0,369 0,342 0,315 0,289 0,263 0,236 0,210 0,184 0,158 0,132 0,106 0,080 0,053 0,027

1,220 1,175 1,131 1,088 1,047 1,007 0,968 0,930 0,893 0,856 0,822 0,787 0,753 0,721 0,688 0,657 0,626 0,596 0,567 0,537 0,508 0,480 0,451 0,424 0,397 0,370 0,343 0,317 0,291 0,264 0,238 0,212 0,186 0,160 0,134 0,108 0,081 0,055 0,028

1,248 1,203 1,159 1,116 1,075 1,035 0,996 0,958 0,921 0,884 0,850 0,815 0,781 0,749 0,716 0,685 0,654 0,624 0,595 0,565 0,536 0,508 0,479 0,452 0,425 0,398 0,371 0,345 0,319 0,292 0,266 0,240 0,214 0,188 0,162 0,136 0,109 0,082 0,056 0,028

1,276 1,231 1,187 1,144 1,103 1,063 1,024 0,986 0,949 0,912 0,878 0,843 0,809 0,777 0,744 0,713 0,682 0,652 0,623 0,593 0,564 0,536 0,507 0,480 0,453 0,426 0,399 0,373 0,347 0,320 0,294 0,268 0,242 0,216 0,190 0,164 0,137 0,111 0,084 0,056 0,028

1,306 1,261 1,217 1,174 1,133 1,090 1,051 1,013 0,976 0,943 0,905 0,870 0,836 0,804 0,771 0,740 0,709 0,679 0,650 0,620 0,591 0,563 0,534 0,507 0,480 0,453 0,426 0,400 0,374 0,347 0,321 0,295 0,269 0,243 0,217 0,191 0,167 0,141 0,114 0,086 0,058 0,30

1,337 1,292 1,248 1,205 1,164 1,124 1,085 1,047 1,010 0,973 0,939 0,904 0,870 0,838 0,805 0,774 0,743 0,713 0,684 0,654 0,625 0,597 0,568 0,541 0,514 0,487 0,460 0,434 0,408 0,381 0,355 0,329 0,303 0,277 0,251 0,225 0,198 0,172 0,145 0,117 0,089 0,061 0,031

1,369 1,324 1,280 1,237 1,196 1,156 1,117 1,079 1,042 1,005 0,971 0,936 0,902 0,870 0,837 0,806 0,775 0,745 0,716 0,686 0,657 0,629 0,600 0,573 0,546 0,579 0,492 0,466 0,440 0,403 0,387 0,361 0,335 0,309 0,283 0,257 0,230 0,204 0,177 0,149 0,121 0,093 0,063 0,032

1,403 1,358 1,314 1,271 1,230 1,190 1,151 1,113 1,076 1,039 1,005 0,970 0,936 0,904 0,871 0,840 0,809 0,779 0,750 0,720 0,691 0,663 0,634 0,607 0,580 0,553 0,526 0,500 0,474 0,447 0,421 0,395 0,369 0,343 0,317 0,291 0,265 0,238 0,211 0,183 0,155 0,127 0,097 0,068 0,034

1,442 1,395 1,351 1,308 1,267 1,228 1,189 1,151 1,114 1,077 1,043 1,008 0,974 0,942 0,909 0,878 0,847 0,817 0,788 0,758 0,729 0,701 0,672 0,645 0,618 0,591 0,564 0,538 0,512 0,485 0,459 0,433 0,407 0,381 0,355 0,329 0,301 0,275 0,248 0,220 0,192 0,164 0,134 0,103 0,071 0,037

1,481 1,436 1,392 1,349 1,308 1,268 1,229 1,191 1,154 1,117 1,083 1,048 1,014 0,982 0,949 0,918 0,887 0,857 0,828 0,798 0,769 0,741 0,712 0,685 0,658 0,631 0,604 0,578 0,552 0,525 0,499 0,473 0,447 0,421 0,395 0,369 0,343 0,317 0,290 0,262 0,234 0,206 0,176 0,145 0,113 0,079 0,042

1,529 1,484 1,440 1,397 1,356 1,316 1,277 1,239 1,202 1,165 1,131 1,096 1,062 1,030 0,997 0,966 0,935 0,905 0,876 0,840 0,811 0,783 0,754 0,727 0,700 0,673 0,652 0,620 0,594 0,567 0,541 0,515 0,496 0,463 0,437 0,417 0,390 0,364 0,337 0,309 0,281 0,253 0,223 0,192 0,160 0,126 0,089 0,047

1,590 1,544 1,500 1,457 1,416 1,377 1,338 1,300 1,263 1,226 1,192 1,157 1,123 1,091 1,056 1,027 0,996 0,966 0,937 0,907 0,878 0,850 0,821 0,794 0,767 0,740 0,713 0,686 0,661 0,634 0,608 0,582 0,556 0,536 0,504 0,476 0,451 0,425 0,398 0,370 0,342 0,314 0,284 0,253 0,221 0,187 0,149 0,108 0,061

1,732 1,087 1,643 1,600 1,559 1,519 1,480 1,442 1,405 1,368 1,334 1,299 1,265 1,233 1,200 1,169 1,138 1,108 1,079 1,049 1,020 0,992 0,963 0,936 0,909 0,882 0,855 0,829 0,803 0,776 0,750 0,724 0,696 0,672 0,645 0,620 0,593 0,567 0,540 0,512 0,484 0,456 0,426 0,395 0,363 0,328 0,292 0,251 0,203 0,142

CAPÍTULO 7 – CÁLCULO DA PROVÁVEL DEMANDA MÁXIMA 7.1-Generalidades A previsão do consumo de energia de uma instalação ou consumidor é, a rigor, um cálculo e/ou análise estatística. É praticamente impossível, determinar exatamente o perfil ou modo de consumo de energia, especificamente relacionado a um consumidor ou a uma instalação. Desde que se analise o consumo de energia do ponto de vista do sistema elétrico, não há como determinar o valor exato de consumo de um centro industrial, uma cidade ou ainda, um condomínio. Portanto, em função de um histórico e/ou observação do consumidor, seja este industrial ou urbano, especifica-se uma "cota" de consumo, que nada mais é que a provável demanda máxima. Isto significa que o melhor método de determinação da máxima demanda é através dos cálculos estatísticos, que por sua vez, acompanham as mudanças do perfil dos consumidores de energia elétrica. 7.2-Carga Instalada É a soma das potências nominais, individuais de cada aparelho elétrico, ou carga, pertencente a instalação ou projeto em análise. Caso não seja possível determinar a real potência nominal de uma carga, considera-se como potência nominal a potência do ponto ou ramal de alimentação adotado no projeto.

66

7.3-Demanda É a potência elétrica realmente absorvida em um determinado instante de tempo por um aparelho ou sistema elétrico. 7.4-Demanda Média de um Consumidor ou Sistema É a potência elétrica média absorvida durante um intervalo e tempo, pré-determinado. Pode-se ter, por exemplo, intervalos de medição de 10 minutos, 15 minutos, semanais, mensais, etc. 7.5-Demanda Máxima do Consumidor É o maior valor de demanda ocorrido em um período de tempo pré-determinado (15min, 30min, etc.) verificado em um dado período de tempo (um dia, uma semana, um mês, um ano, etc.). 7.6-Provável Demanda, Potência Demandada ou Potência de Alimentação É a demanda máxima de uma instalação. É este valor que será utilizado para o dimensionamento dos condutores alimentadores e dos respectivos dispositivos de proteção. O valor da provável demanda é utilizado para a classificação do tipo de consumidor apara a definição do seu padrão de atendimento, conforme as normas da concessionária que atende este consumidor . Através de um gráfico pode-se observar a diferença entre a carga instalada, demanda máxima e demanda média:

Figura 20 – Diagrama diária de carga típica.

7.7-Cálculo da Provável Demanda Fator de Demanda {fd) Para determinar o fator de demanda devemos considerar a potência relativa à carga instalada de iluminação e tomadas de uso geral (TUG's). O valor correto do fator de demanda (tabela 7.1) é obtido medindo-se a demanda do consumidor durante um determinado período de tempo e dividindose a mesma pelo valor da carga instalada .Entretanto, isto é impossível de se realizar devido ao fato de que a demanda real é imprevisível em projeto, ou seja, cada consumidor possui suas próprias características de uso ou consumo de energia elétrica. Por isso o cálculo da demanda é estatístico, ou "aproximado".

67

Tabela 7.1 – Fator de Demanda (fd) Potência (kVA) fd 0
P1  PTUG' s  PILUMINAÇÃO

[Equação 1]

Onde: P1 = potência relativa ao somatório de TUG's e iluminação {kVA); PTUG's = potência relativa às tomadas de uso geral (kVA); PlLUMINAÇÃO = potência relativa a iluminação (kVA). Cálculo da Provável Demanda Máxima de Residências O cálculo adotado, atualmente, para determinar a provável demanda máxima de residências é estatístico e fornece um valor aproximado do valor real esperado. A demanda de uma "unidade consumidora", que pode ser um estabelecimento comercial (loja) ou uma residência é calculada pela equação a seguir:

PDM   TUE' s   TUG' s   Ilu min ação * f d 

[Equação 2]

Onde: PDM = provável demanda máxima da unidade consumidora (kVA);  TUE's = somatório das potências relativas às tomadas de uso específico (TUE's) (kVA);  TUG's = somatório das potências relativas às tomadas de uso geral (TUG's) (kVA);  lluminação = somatório das potências relativas à iluminação (kVA); f d = fator de demanda {tabela 7.1). Após calculado o valor da provável demanda máxima é necessário classificar este consumidor segundo as normas técnicas COPEL (Companhia Paranaense de Energia Elétrica), que por sua vez fornecerão o dimensionamento da entrada de serviço. A entrada de serviço nada mais é que todos os equipamentos e acessórios para ligação deste consumidor à rede de distribuição BT, para que o mesmo possa receber energia elétrica. A tabela 7.2 (Norma Fornecimento em Tensão Secundária de Distribuição - NTC 9-01100, COPEL) fornece todas as informações para dimensionar a entrada de serviço de consumidores residenciais e comerciais de pequeno porte em baixa tensão. Exemplo 1: determine a provável demanda máxima de uma residência, cujas cargas são: - 2 chuveiros elétricos de 5400VA cada; - 1 forno de microondas de 3000VA; - 1 secadora de roupas de 2500VA; - potência total da iluminação de 2500VA; - tomadas de uso geral (TUG's): 4800VA. Solução: a) cálculo da potência relativa à iluminação e TUG's: PILUM = 2500VA PTUG's = 4800VA P1 = 2500+4800 = 7300VA= 7,3kVA b) fator de demanda: pela tabela 7.1 obtemos: 7 < P1  8kVA  f d = 0,35 c) cálculo da potência relativa a TUE's (tomadas de uso especial): -

2 chuveiros = 2 * 5400 = 10800VA 68

1 forno micro ondas = 3000VA 1 secadora de roupas = 2500VA PTUE's = 10800 + 3000 + 2500 = 16300VA -

d) cálculo da provável demanda máxima: PDM =  TUE's + [(  TUG's +  PIluminação) * f d] PDM = 16300 + [(4800+2500)*0,35] = 18855VA PDM = 18,9kVA e) dimensionamento da entrada de serviço: - pela tabela 7.2, obtemos todas as características dos equipamentos a acessórios para a entrada de serviço: - categoria 36; - demanda máxima prevista: 19kVA; - disjuntor: 50A - ramal de ligação: 10mm 2(cobre) - aterramento: 10 mm2 (cobre) - N° de fios: 4 (três fases e um neutro). Conclusão: a demanda máxima prevista é um valor "estimado", ou seja, através de um cálculo aproximado determina-se um valor que será o mais próximo do consumo real. Na verdade o valor real de consumo é imprevisível, pois poderá ficar abaixo ou até mesmo acima do' valor calculado. Geralmente, não ocorrem problemas com o fornecimento de energia. Caso existam contratempos, basta negociar com o concessionária um procedimento de adequação do atendimento.

DEMANDA MÁXIMA PREVISTA (kWA)

Tabela 7.2 – Dimensionamento de Entradas de Serviço (NTC 9-01100, COPEL) DIMENSIOMENTO Eletroduto do ramal de entrada

kWh

kvarh

Relação de TC xx-5A

Medidor

Transformador (TC)

Disjuntor

Número de fios

mm

mm

Número de elementos

Corrente nominal máxima (A)

AWG

6 9 Nota 2 10 (5)

50 70

10 10

16 16

6 4

10 16

10 16

8 4

25 25

21 21

x x

-

-

AN AN

-

-

2 2

1 1

15/100 15/100

40

10

16

6

10

10

8

25

21

x

-

-

AN

-

-

3

1

15/100

-

70

10

16

4

16

16

4

32

25

x

-

-

AN

-

-

3

1

15/100

Nota 1 25 28 30 36 38 41

6 9 Nota 2 10(5) Nota 2 15 (10) Nota 2 22 (15) 11 15 19 26 38

-

100

16

25

2

25

16

4

40

33

x

-

-

CN

-

-

3

1

15/100

-

50 70 50 70 100

10 10 10 10 16

16 16 16 16 25

6 4 6 4 2

10 25 10 25 35(25)

10 16 10 16 16

8 4 8 4 4

25 40 25 40 40

21 33 21 33 33

x x x x x

Nota 5 Nota 5 Nota 5

-

CN CN CN CN CN

-

-

3 3 4 4 4

2 2 3 3 3

42

48

-

125

25

35

2

50(25)

25

2

60

50

x

Nota 5

Nota 8 100

EN

Nota 8 DN

GN

4

3

43

57

-

150

35

50

1/0

70(35)

35

1/0

60

50

x

Nota 5

Nota 8 100

EN

Nota 8 DN

GN

4

3

45

76

-

200

50

70

2/0

95(50)

50

1/0

75

62

x

Nota 5

Nota 8 100

EN

Nota 8 DN

GN

4

3

15/120 15/120 15/120 15/120 15/120 Nota 9 30/200 2.5/10 Nota 9 30/200 2.5/10 Nota 9 30/200 2,5/10

CATEGORIA

Aço-Carbono Ф Interno mínimo

Ramal de entrada embutido ou subterrân eo

PVC Ф nominal

DISJUNTOR (A)

CARGA INSTALADA (kW)

Condutores

12 14 19 22

Ramal de Ligação

Cobre mm

2

Alumínio mm

2

Cobre

AWG

mm

2

Aterramento

Cobre mm

2

AçoCobre

Cálculo da Provável Demanda Máxima de Edifícios O cálculo adotado, atualmente, para determinar a provável demanda máxima de edifícios é estatístico e fornece um valor aproximado do valor real esperado. A demanda de uma "unidade consumidora ", que pode ser um estabelecimento comercial ou um apartamento residencial do edifício é determinada através da seguinte equação:

PDM   TUE' s   TUG' s   Ilu min ação * f d  Onde: PDM = provável demanda máxima da unidade consumidora (kVA); 69

[Equação 3]

 TUE 's = somatório das potências relativas às tomadas de uso específico (TUE 's) (kVA);  TUG's = somatório das potências relativas às tomadas de uso geral (TUG's) (kVA);  Iluminação = somatório das potências relativas à iluminação (kVA); f d = fator de demanda (tabela 7.1 ). De posse do valor calculado da provável demanda máxima (PDM) da unidade consumidora, deve-se determinar a categoria de classificação deste consumidor, normalizada pela concessionária. A tabela 7.3 (extraída da norma Atendimento a Edifícios de Uso Coletivo -NTC 9-01110, COPEL) fornece as categorias, assim como todos os equipamentos e acessórios do ramal de alimentação . A área de uso comum de um edifício, como por exemplo, garagem, escadas, elevadores, salões sociais, etc. é classificada como "condomínio". A demanda do condomínio é considerada como a energia utilizada por todos os indivíduos que moram ou trabalham no edifício. Portanto, é calculada separadamente afim de se saber qual o custo desta energia, que será repassado a cada condômino. O método de cálculo da demanda do condomínio, geralmente considera simplesmente toda a carga instalada do condomínio, ou seja, a demanda é exatamente igual à carga instalada, pois há situações em que todas as cargas poderão estar acionadas simultaneamente.

PDM condomínio   TUG' s   TUE' s   Ilu min ação Onde: PDMcondomínio = provável demanda máxima do condomínio (kVA);  TUG's = somatório das potências relativas às tomadas de uso geral (TUG's) (kVA);  TUE's = somatório das potências relativas às tomadas de uso específico {TUE's) (kVA);  Iluminação = somatório das potências relativas à iluminação (kVA). Obs.: as potências dos motores de elevadores, bombas d'água, portões eletrônicos, etc. são consideradas como potências relativas a tomadas de uso específico (TUE's). A demanda do edifício é calculada através da seguinte equação:

Dedif  1,2 * ( Daptos  Dcondom )

Daptos  F1 * DT

[Equação 5]

[Equação 6]

Onde: Dedif = demanda do edifício (kVA); Daptos = demanda dos apartamentos ou unidades comercias (kVA); F1 = fator de diversidade, obtido pela tabela 7.5 ; DT = demanda tabelada, obtida pela tabela 7.6 em função da área útil (kVA). Obs.: quando calculamos a demanda do edifício não devemos considerar a demanda dos apartamentos como, simplesmente, a soma da provável demanda máxima de cada apartamento vezes o número de apartamentos ou unidades consumidoras, pois isso elevaria de forma absurda o valor da provável demanda máxima do edifício, levando-nos a um resultado incoerente, que não corresponderia ao valor prático e real. Portanto, utiliza-se a equação 5 para determinar a demanda aproximada do grupo de apartamentos, considerando que a maioria dos consumidores não utiliza a demanda calculada pela equação 2, pois cada consumidor possui características particulares do uso da energia elétrica. De posse do valor da demanda do edifício, deve-se dimensionar a "entrada de serviço" do edifício, isto é, a entrada de energia, seus equipamentos, poste(s) e acessórios padronizados pelas concessionárias de energia elétrica. A tabela 7.4 (extraída da norma Atendimento a Edifícios de Uso Coletivo -NTC 9-01110, COPEL) fornece a padronização necessária para todos os equipamentos e acessórios necessários e suficientes para cada edifício. Cálculo da Provável Demanda Máxima para Indústrias As indústrias são, sem dúvida, os principais consumidores do sistema elétrico brasileiro, pois consomem a maior parte da energia gerada. O cálculo da provável demanda máxima de um consumidor industrial não segue um critério de cálculo normalizado. Depende da potência instalada, do horário de ponta e de outros critérios como sazonalidade, demanda contratada, etc. 70

Geralmente, cada consumidor industrial estabelece sua política de uso da energia elétrica em comum acordo com as concessionárias, conforme as normas. A tarifação da energia também segue um critério diferenciado para as industriais, já que são consumidores grandes, torna-se necessário uma adequação de custos para não encarecer demasiadamente a energia. Portanto, para determinar a provável demanda máxima de uma indústria deve-se realizar um levantamento e acompanhamento das cargas, principalmente as de maior potência, evitando picos inadequados ou inesperados que podem levar à cobrança de multas por parte das concessionárias. Tabela 7.3 – Limitações e Dimensionamento para Unidades Consumidoras (NTC9-01110, COPEL)

Disjuntor (A)

10 11 12 14 27 28 30 35 36 38 41 42 43 44 45

Demanda máxima prevista (kWA) 3 5 6 9 9 11 15 15 19 26 38 48 57 67 76

30 40 50 70 40 50 70 40 50 70 100 125 150 175 200

DIMENSIONAMENTO

Ramal Alimentador das unidades consumidoras N° de Fases

Categoria

ATENDIMENTO

1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3

LIMITAÇÕES

Capacidade máxima em aparelhos de ar condicionado (cv)

Capacidade máxima em aparelhos de Raio X (kVA)

Condutores Cobre 2 (mm )

Eletroduto Ф interno (mm)

F/N

F/F

Trifásico

F/N

F/F

Trifásico

6 10 10 16 10 10 25 10 10 25 (16) 35 (25) 50 (35) 70 (50) 95 (70) 95 (70)

25 25 25 25 25 25 33 25 25 50 50 50 62 78 78

1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 7,5 7,5 7,5 7,5

3 3 7,5 3 3 7,5 10 12,5 12,5 12,5 12,5

10 10 20 25 30 40 50 50

0,75 0,75 0,75 3 0,75 0,75 3 0,75 0,75 3 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5

1,5 1,5 5 1,5 1,5 5 10 10 20 20 20

3 3 12 20 20 32 32 50

71

Ramal de ligação

Cobre 2 mm

10 *8 16 *6 25 *4 35 *2 50 *1/0 70 *2/0 70 *2/0

Alumínio AWG

6

CONDUTORES E ELETRODUTOS Ramal alimentador do Ramal de entrada Q.G.D Fases/Neutro Eletroduto Ф interno Fases/Neutro

Cobre 2 mm

10 *8 25 (16) *4 (6) 35 (25) *1/0 (2) 50(35) *1/0 (2) 70(50) *3/0(2/0) 95(70) *250(3/0) 95(70) *250(3/0)

Alumínio AWG/ MGM

No Poste (mm)

No Solo (mm)

6

33

33

2

50

50

1/0

50

50

3/0

62

62

250

62

62

300

78

78

350

78

78

15

40

26

70

38

100

48

125

57

150

67

175

75

200

112 ,5

295

-

-

-

2x4/0

125

150

394

-

-

-

2x350

125

225

590

-

-

-

3x350

2x125

300

787

-

-

-

4x350

2x125

500

131 5

-

-

-

4x350

-

4 2 2 1/0 2/0 2/0

Nota 5 2x100 Nota 5 2x100 Nota 5 3x100 Nota 5 4x100 -

2

Cobre mm

10 *8 25 (16) *4 (6) 35(25) *1/0 (2) 50 (35) *1/0 (2) 70(50) *3/0 (2/0) 95 (70) *250 (3/0) 95 (70) *250 (3/0) 2x120 (2x70) *2x4/0(2x2/0) 2x150 (2x95) *2x400(2x4/0) 3x185 (3x70) *3x400(3x3/0) 4x185 (4x70) *4x400(4x3/0) 4x400 (4x150) *4x800(4x400)

Eletrodut oФ interno (mm)

33 50 50 62 62 78 78 91 125 2x125 2x125 4x125

Aterramento

Condutor Cobre 2 mm

10 *8 16 *4 16 *4 25 *4 35 *1/0 50 *1/0 50 *1/0 50 *1/0 70 *2/0 95 *3/0 95 *3/0 95 *3/0

Eletroduto PVC Ф nominal (mm)

20

40

20

70

20

100

20

125

20

150

20

175

20

200

20

300

25

400

25

600

25

800

-

140 0

NOTAS: 1 - As categorias para as unidades consumidoras são apresentadas na Tabela de Limitações e Dimensionamento para as Unidades Consumidoras (Tabela 16.2). 2 - A bitola dos condutores, indicada entre parênteses, refere-se à bitola reduzida permitida para o condutor neutro. 3 - A critério do consumidor, ou por exigência da COPEL, poderão ser utilizados equipamentos de proteção de menor corrente nominal. 4 - As bitolas indicadas com *, se referem a condutores de cobre em AWG/MCM. 5 - Nos casos com a indicação "NOTA 5 " , os eletrodutos deverão ser instalados sob a forma de banco de dutos. 6 - Os condutores e eletrodutos dimensionados para o ramal alimentador do quadro geral de distribuição , servem como referência. Deverão ser adotadas bitolas maiores, caso as condições da instalação assim o exigirem. 7 - As dimensões estabelecidas na tabela são mínimas 8 - Em atendimento a edifícios com demanda de 57 e 75 kVA, nos casos de comprimento do ramal de 2 entrada inferior a 15m, os condutores deste ramal poderão ter bitolas de 70 ( 50) e 95 ( 70) mm respectivamente, para o dimensionamento na série métrica. 9 - Em atendimento a edifícios com demandas superiores a 75 kVA até 300 kVA, através de cabina instalada em um deles , o dimensionamento do ramal de entrada subterrâneos em A.T. do prédio com cabina, será igual ao dimensionamento de edifícios com demanda máxima prevista de 500 kVA .Os ramais de entrada eu B.T. serão dimensionados de acordo com as respectivas demandas dos edifícios.

72

Disjuntor de proteção geral (A)

Demanda máxima prevista (kWA) Corrente secundária máxima (A)

Tabela 7.4 – Dimensionamento das entradas de serviço (NTC9-01110, COPEL)

Tabela 7.6 - Demanda de Apartamentos residenciais (kVA) em Função da Área Útil N° apto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

F.div 1,00 1,96 2,92 3,88 4,84 5,80 6,76 7,72 8,68 9,64 10,42 11,20 11,98 12,76 13,54 14,32 15,10 15,88 16,66 17,44 18,04 18,65 19,25 19,86 20,46 21,06 21,67 22,27 22,88 23,48 24,08 24,69 25,29 25,90 26,50 27,10 27,71 28,31 28,92 29,52 30,12 30,73 31,33 31,94 32,54 33,10 33,66 34,22 34,78 35,34

N° apto 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

F.div 35,90 36,46 37,02 37,58 38,14 38,70 39,26 39,82 40,38 40,94 41,50 42,06 42,62 43,18 43,74 44,30 44,86 45,42 45,98 46,54 47,10 47,66 48,22 48,78 49,34 49,90 50,46 51,02 51,58 52,14 52,70 53,26 53,82 54,38 54,94 55,50 56,06 56,62 57,18 57,74 58,30 58,86 59,42 59,98 60,54 61,10 61,66 62,22 62,78 63,34

N° apto 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

F.div 63,59 63,84 64,09 64,34 64,59 64,84 65,09 65,34 65,59 65,84 66,09 66,34 66,59 66,84 67,09 67,34 67,59 67,84 68,09 68,34 68,59 68,84 69,09 69,34 69,59 69,79 69,99 70,19 70,39 70,59 70,79 70,99 71,19 71,39 71,59 71,79 71,99 72,19 72,39 72,59 72,79 72,99 73,19 73,39 73,59 73,79 73,99 74,19 74,39 74,59

N° apto 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200

73

F.div 74,74 74,89 75,04 75,19 75,34 75,49 75,64 75,79 75,94 76,09 76,24 76,39 76,54 76,69 76,84 76,99 77,14 77,29 77,44 77,59 77,74 77,89 78,04 78,19 78,34 78,44 78,54 78,64 78,74 78,84 78,94 79,04 79,14 79,24 79,34 79,44 79,54 79,64 79,74 79,84 79,94 80,04 80,14 80,24 80,34 80,44 80,54 80,64 80,74 80,84

N° apto 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250

F.div 80,89 80,94 80,99 81,04 81,09 81,14 81,19 81,24 81,29 81,34 81,39 81,44 81,49 81,54 81,59 81,64 81,69 81,74 81,79 81,84 81,89 81,94 81,99 82,04 82,09 82,12 82,14 82,17 82,19 82,22 82,24 82,27 82,29 82,32 82,34 82,37 82,39 82,42 82,44 82,47 82,49 82,52 82,54 82,57 82,59 82,62 82,64 82,67 82,69 82,72

N° apto 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300

F.div 82,73 82,74 82,75 82,76 82,77 82,78 82,79 82,80 82,81 82,82 82,83 82,84 82,85 82,86 82,87 82,88 82,89 82,90 82,91 82,92 82,93 82,94 82,95 82,96 82,97 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00 83,00

Tabela 7.6 – Demanda de Apartamentos Residenciais (kVA) em Função da Área Útil. Área 2 (m )

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

kVA

1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,01 1,03 1,05 1,08 1,10 1,12 1,14 1,16

Área 2 (m ) 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

kVA 1,18 1,20 1,22 1,24 1,26 1,28 1,30 1,32 1,34 1,36 1,38 1,40 1,43 1,45 1,47 1,49 1,51 1,53 1,55 1,57 1,59 1,61 1,63 1,65 1,67 1,69 1,71 1,73 1,75 1,76 1,78 1,80 1,82 1,84 1,86 1,88 1,90 1,92 1,94 1,96 1,98 2,00 2,02 2,04 2,06 2,08 2,10 2,12 2,14 2,16

Área 2 (m ) 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

kVA 2,17 2,19 2,21 2,23 2,25 2,27 2,29 2,31 2,33 2,35 2,37 2,39 2,40 2,42 2,44 2,46 2,48 2,50 2,52 2,54 2,56 2,57 2,59 2,61 2,63 2,65 2,67 2,69 2,71 2,73 2,74 2,76 2,78 2,80 2,82 2,84 2,86 2,88 2,89 2,91 2,93 2,95 2,97 2,99 3,01 3,02 3,04 3,06 3,08 3,10

Área 2 (m ) 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200

kVA 3,12 3,13 3,15 3,17 3,19 3,21 3,23 3,25 3,26 3,28 3,30 3,32 3,34 3,36 3,37 3,39 3,41 3,43 3,45 3,47 3,48 3,50 3,52 3,54 3,56 3,57 3,59 3,61 3,63 3,65 3,67 3,68 3,70 3,72 3,74 3,76 3,77 3,79 3,81 3,83 3,85 3,86 3,88 3,90 3,92 3,94 3,95 3,97 3,99 4,01

Área 2 (m ) 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250

kVA 4,03 4,04 4,06 4,08 4,10 4,12 4,13 4,15 4,17 4,19 4,20 4,22 4,24 4,26 4,28 4,29 4,31 4,33 4,35 4,36 4,38 4,40 4,42 4,44 4,45 4,47 4,49 4,51 4,52 4,54 4,56 4,58 4,59 4,61 4,63 4,65 4,67 4,68 4,70 4,72 4,74 4,75 4,77 4,79 4,81 4,82 4,84 4,86 4,88 4,89

Área 2 (m ) 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300

kVA 4,91 4,93 4,95 4,96 4,98 5,00 5,02 5,03 5,05 5,07 5,09 5,10 5,12 5,14 5,16 5,17 5,19 5,21 5,23 5,24 5,26 5,28 5,29 5,31 5,33 5,35 5,36 5,38 5,40 5,42 5,43 5,45 5,47 5,49 5,50 5,52 5,54 5,55 5,57 5,59 5,61 5,62 5,64 5,66 5,68 5,69 5,71 5,73 5,74 5,76

Área 2 (m ) 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350

kVA 5,78 5,80 5,81 5,83 5,85 5,86 5,88 5,90 5,92 5,93 5,95 5,97 5,98 6,00 6,02 6,04 6,05 6,07 6,09 6,10 6,12 6,14 6,16 6,17 6,19 6,21 6,22 6,24 6,26 6,27 6,29 6,31 6,33 6,34 6,36 6,38 6,39 6,41 6,43 6,44 6,46 6,48 6,50 6,51 6,53 6,55 6,56 6,58 6,60 6,61

Área 2 (m ) 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400

kVA 6,63 6,65 6,66 6,68 6,70 6,72 6,73 6,75 6,77 6,78 6,80 6,82 6,83 6,85 6,87 6,88 6,90 6,92 6,93 6,95 6,97 6,98 7,00 7,02 7,03 7,05 7,07 7,09 7,10 7,12 7,14 7,15 7,17 7,19 7,20 7,22 7,24 7,25 7,27 7,29 7,30 7,32 7,34 7,35 7,37 7,39 7,40 7,42 7,44 7,45

Exemplo 2: determine a provável demanda máxima para um edifício que possui 20 apartamentos residenciais, sendo 10 apartamentos com área de 80m2 (tipo A) e 10 apartamentos com área de 134m 2 (tipo B). As cargas previstas para cada tipo de apartamento são: 2

- Apartamento tipo A (80m ): - 1 chuveiro elétrico de 5400VA; - 1 forno micro ondas de 3000VA; - 1 condicionador de ar de 2500VA; - TUG's: 2100VA; - Iluminação: 700VA. - Apartamento tipo B (134m 2): - 2 chuveiros de 5400V A cada; - 1 forno microondas de 3000VA; - 2 condicionadores de ar de 2500VA cada; - TUG's: 2800VA; - Iluminação: 1100VA - O condomínio (área de uso comum) possui as seguintes cargas: - motor do elevador: 10cv, trifásico, IV pólos; 74

- motor da bomba d'água: 3cv, trifásico, II pólos; - iluminação: 10300VA; - TUG's: 1100VA; - 1 chuveiro elétrico de 5400VA. Solução: 1) cálculo da provável demanda máxima das unidades consumidoras (apartamentos tipo A e E): 1.1) apartamento tipo A (80m 2): a)  TUE's = 5400+3000+2500 = 10900VA b)  TUG's=2100VA c)  Iluminação = 700VA d) fator de demanda (fd): P1=  Piluminação+  TUG‟s=700+2100=2800VA 2
pela tabela 7.5, para 20 apartamentos temos: F1 = 17,44 pela tabela 7.6, considerando o apartamento de maior área, que é o caso mais crítico (tipo B 2 = 134m ) temos: DT = 2,80kV A 75

DAPTOS = 17,44 * 2,80 = 48,83kVA = 48830kVA Logo: DEDIF = 1,2 * (48830 +26368) = 90237,6VA DEDIF = 90,24kVA Pela tabela 7.4 classificamos este edifício para demanda de 112,5kVA, corrente secundária máxima de 2 2 295A, ramal alimentador do QGD 2x120mm por fase e 2x70mm para o neutro, eletroduto de diâmetro 2 interno de 91mm, aterramento com condutor de cobre de 50 mm em eletroduto de PVC diâmetro nominal de 20mm e disjuntor de proteção geral de 300A. Conclusão: o cálculo da provável demanda máxima do edifício é estatístico, portanto, podem ocorrer problemas, ou seja, o real consumo ou demanda, eventualmente pode ser maior que o valor calculado. Neste caso, basta negociar com a concessionária a adequação do atendimento. Geralmente isto não acontece, principalmente em edifícios residenciais, que não apresentam mudança de perfil de consumo e ainda, na maioria dos cálculos o valor de demanda encontrado é mais que suficiente para atender a todos os consumidores satisfatoriamente.

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Referência Bibliográfica - Normas Técnicas COPEL – Companhia Paranaense de Energia Elétrica: NTC 9-01100 – Fornecimento em Tensão Secundária de Distribuição NTC 9-01110 – Atendimento a Edifícios de Uso Coletivo - Livros: Instalações Elétricas – Júlio Niskier / A. J. Macintyre Instalações Elétricas - Ademaro A. M. B. Cotrim Instalações Elétricas Industriais - Reis Miranda - Catálogos Técnicos

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Projetos Elétricos

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