Alguns erros frequentes em cálculos de circuitos BT · de cálculo de secção por queda de...
41
Alguns erros frequentes em cálculos de circuitos BT Lisardo Recio Maíllo www.prysmian.es
Transcript of Alguns erros frequentes em cálculos de circuitos BT · de cálculo de secção por queda de...
Alguns
erros
frequentesem
cálculos de circuitos BT
Lisardo
Recio Maíllo
www.prysmian.es
Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis
(XLPE ou
EPR)
Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis(XLPE o EPR)
Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis(XLPE ou
EPR)
Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis(XLPE o EPR)
T máx. regime
permanenteT máx
curto
circuito
Cabos termoplásticos (PVC)
70 ºC 160 ºC
Cabos termoestáveis
(XLPE o EPR)90 ºC 250 ºC
Um
cabo é
termoplástico ou
termoestável
em
função
da temperatura que podesuportar o seu
isolamento
e não
em
função
da composição
do seu
isolamento.
Se um
cabo suporta 70 ºC
será
termoplástico e procurar-se-á
a sua
intensidademáxima na
tabela
correspondente
Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis(XLPE o EPR)
Os cabos termoplásticos (PVC) caracterizam-se pela temperatura máxima que podem
alcançar
os seus
condutores
(70 ºC) e não
pela sua
composição
(não
tem
que ser necessariamente
PVC). Por exemplo, os cabos Afumex
Plus (H07Z1-K (AS)) devem-se procurar como PVC nas
tabelas
mas, como sabemos, não
têm
PVC no seu
isolamento
AFU
MEX
PLU
S (A
S)
H07
Z1-K
Isolamento Termoplástico (tipo
PVC) Termoestavel
(tipo
XLPE ou
EPR)
T máx. em
regime
permanente 70 ºC 90 ºC
T máx. em
curtocircuito 160 ºC 250 ºC
Exemplos
mais
comuns PVC XLPE
Poliolefinas
Z1 EPR
Silicone
Cabos mais
usuais H07V-K (Wirepol
flexible) RZ1-K (Afumex
1000 V (AS))
H05VV-F (Wirepol
Gas) XV (Retenax
Flam)
H07Z1-K (Afumex
750 V (AS)) RV-K (Retenax
Flex)
XAV (Retenax
Flam
F (armado)
LXV (Al Voltalene)
LXS (Al Polirret)
XS (Polirret
Feriex)
SZ1-K, RZ1-K mica (Afumex
Firs
(AS+))*
* Tem
isolamento
de silicone
até
25 mm², para secções
superiores, o isolamento
é
de XLPE com
fita
de vidro-mica
Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis
(XLPE o EPR)
Que intensidadesuporta um
cabo?
Que intensidade
suporta um
cabo?
Depende sempre
do tipo de cabo e das condições
de instalação:
Cabo termoplástico ou
termoestável
Monofásica ou
trifásica
Agrupamento
com
outros
circuitos
Temperatura ambiente
Profundidade
de soterramento
(cabos enterrados)
Resistividade
térmica do terreno
(cabos enterrados)
PVCXLPE ou
EPR?
o
Sistema de instalação
Que intensidade
suporta um
cabo?
Cabo Afumex
1000 V (AS) de 3G16 mm²
em
condições
standard
Em
calha
perfurada
Afumex
1000 V (AS)
I máx. = 115 A
Que intensidade
suporta um
cabo?
Cabo Afumex
1000 V (AS) de 3G16 mm²
em
condições
standard
Entubado em
parede
Afumex
1000 V (AS)
I máx. = 91 A
Aplicação
doscoeficientes de correcção(tendências
incorrectas)
Aplicação
de coeficientes de correcção
1.-
Não
aplicar nenhum
coeficiente
2.-
Aplicar sempre
um
0,8
3.-
Fazer
cálculos e utilizar a secção
superior à
obtida
Aplicação
de coeficientes de correcção
Algumas
tendencias incorrectas:
3.-
Aplicar o coeficiente mais
baixo
quando
a instalação
é
afectada por varios
coeficientes
Cabo multipolar XV (Retenax
Flam) 5G10 fixado
na
parede
rodeado de outros
2 circuitos e num
ambiente
De 40 ºC
40 º
C
Aplicação
de coeficientes de correcção
Sistema de instalação
tipo C
Aplicação
de coeficientes de correcção
I = 71 A
XV
5G10
(cobre)
O cabo XV (Retenax
Flam) de 5G10 suporta 71 A fixado
na
parede
quando
não
tem
circuitos à
volta e a T amb
= 30 ºC
Aplicação
de coeficientes de correcção
Kagrup
= 0,79
Coeficiente por agrupamento
Aplicação
de coeficientes de correcção
40 º
C
KT amb
= 0,91
Coeficiente por temperatura ambiente
Aplicação
de coeficientes de correcção
Portanto, ao
tratar-se de dois
efeitos
conjuntos (agrupação
e
temperatura ambiente) é
necessário
aplicar ambos os
coeficientes e não
apenas o mais
baixo
I’
= I ·
Kagrup
·
KT amb
= 71 x 0,79 x 0,91 = 51 A
40 º
C
O cabo XV (Retenax
Flam) de 5G10 suporta 51 A fixado
à
parede
com
dois
circuitos em
contacto e a T amb
= 40 ºC
Aplicação
de coeficientes de correcção
R S
T
S R
T
R S
T
S R
T
5.-
Não
aplicar coeficiente por agrupamentos
em
circuitos com
vários
condutores
por fase
Um
único circuito (as fases estão
ligadas a extremos
comuns)
Quatro
ternos de condutores
afectando-se termicamente
Portanto
precisam
de coeficiente de correcção
por
agrupamento
Aplicação
de coeficientes de correcção
Se tivessemos
um
circuito com
4 cabos por fase
tipo LXV 1x240 em
calha
não
perfurada
com
os
ternos em
contacto
R ST
S RT
R ST
S RT
30 ºC
Aplicação
de coeficientes de correcção
Um
terno de cables LXV 1x240 em
calha
não
perfurada
A 30 ºC
pode suportar 382 A
Aplicação
de coeficientes de correcção
Aplicação
de coeficientes de correcção
A intensidade
máxima admissivel
que pode recorrer cada um
dos condutores
do circuito é…
I’
= 382 x 0,75 = 286,5 A
25 % inferior ao
que suportariam
os condutores
se se tratasse
de um
só
terno
E a intensidade
total máxima admissivel
do circuito será…
Itotal
= 286,5 x 4 = 1146 A
R ST
S RT
R ST
S RT
Aplicação
de coeficientes de correcção
Circuitos preexistentesna
canalização
Novos
circuitos
É
necessário
ter
em
conta
o novo agrupamento
para os
novos
circuitos e para os já
existentes
e aplicar o
factor de correcção
por agrupamento
adequado
6.-
Juntar cabos em
canalização
existentes e não
ter
em
conta
as novas condições
térmicas
Aplicação
de coeficientes de correcção
7.-
Não
considerar a variação
do sistema de
instalação
ao
longo da linha
…
…
Aplicar-se-ão
logicamente
as condições
do sistema de
instalação
mais
restritivo
A condutividadenos cálculos
de queda de tensão
A condutividade
nos cálculos de queda de tensão
A condutividade
do cobre (γ) a 20 ºC
tem
um
valor de 56 m/(Ω·mm²) mas variacom
a temperatura do condutor.
γθ
= 1 / ρθρθ
= ρ20
[1 + α
(θ
-
20)]
T γ
–
ρθ
resistividade
do condutor
à
temperatura θ
en Ω
・ mm²/m.–
ρ20
resistividade
do condutor
a 20 oC
en Ω
・ mm²/m (= 1/56 para Cu e 1/35 para Al).–
α
coeficiente de variação
de resistencia específica por temperatura do condutor
em
ºC-1 (0,00392 para Cu e 0,00403 para Al).
A condutividade
nos cálculos de queda de tensão
Termoplásticos
Termoestáveis
A condutividade
nos cálculos de queda de tensão
239,95,11569,070482cos2 mm
xxxx
UILS ==Δ⋅⋅⋅⋅
=γ
ϕ
295,115,11449,070482 mm
xxxxS ==
Cabo Afumex
1000 V
Monofásica com
U = 230 V
Intensidade
de corrente: I = 70 A
cosφ
= 0,9Comprimento
da linha: 48 m
Máxima queda de tensão
admitida: 5 % 11,5 V
Exemplo
de cálculo de secção
por queda de tensão
10 mm²
16 mm²
A reactâncianos cálculos
de queda de tensão
A reactância
nos cálculos de queda de tensão
Norma francesa UTE C 15-105
Com
carácter geral
para cabos de BT sem
blindagem:
Para todas as secçõesPara Cu ou
Al
Para todas as disposições
de instalação
Para todos os sistemas de instalação
X ≈ 0,08 Ω/km
A reactância
nos cálculos de queda de tensão
Se observarmos
a fórmula geral
de cálculo da queda de
tensão
veremos que tendo
em
conta
que em
geral
o cos φ
é
elevado se R é
elevado o efeito
de X é
desprezível
R
X
desprezível
ΔU =
I ·
(R·cosφ
+ X·senφ) [V]
ΔU ≈
I·R·cosφ
Esta aproximação
pode ser válida para cabos até
95 mm²
R (95 mm
²
cobre a 90 ºC) = 0,264 Ω/km
R (95 mm²
aluminio a 90 ºC) = 0,411 Ω/km
A reactância
nos cálculos de queda de tensão
ΔU95
Cu
= I ·
(R·cosφ
+ X·senφ) = I ·
(0,264 x 0,8 + 0,08 x 0,6) = I ·
(0,2112 + 0,048) ≈
0,2112 I [V/km]
ΔU95 Al
= I ·
(R·cosφ
+ X·senφ) = I ·
(0,411 x 0,8 + 0,08 x 0,6) = I ·
(0,3288 + 0,048) ≈
0,3288 I [V/km]
Se tivessemos
um
cosφ
relativamente baixo
de 0,8 senφ =
0,6 na fórmula…
A reactância
nos cálculos de queda de tensão
As fórmulas gerais
para cálculo de queda de tensão
em
BT
são
portanto:
)102(cos2
3 ϕγϕ
senILxUILS
⋅⋅⋅⋅⋅−Δ⋅⋅⋅⋅
= −
)10732,1(cos33 ϕγ
ϕsenILxU
ILS⋅⋅⋅⋅⋅−Δ⋅
⋅⋅⋅= −
Monofásica
Trifásica
x: reactância
do condutor
em
Ω/km
ΔU: máxima queda de tensão
em
V
NOTA: Se x se iguala a zero
obtemos
as expressões
gerais
sem
influência
da reactância
(secções
≤
95 mm²
Colocação
de condutoresquando
são
necessários
vários
por fase
Colocação
de condutores
quando
são
necessários
vários
por fase
R S SR
R R S S
TT
TT
Se necessitamos
utilizar mais
que um
condutor
por fase, nunca
se devem
agrupar os condutores
da mesma
fase
Colocação
de condutores
quando
são
necessários
vários
por fase
R S
T
S R
T
R S
T
S R
T
Colocação
em
trevo
R S T S RT R S T RST
Colocação
na
horizontal
R S
T
S R
T
R S
T
R S T
S RT
R S T
RST
Colocação
vários
niveis
Em
trevo
Colocação
vários
niveis
Na
horizontal
Colocação
de condutores
quando
são
necessários
vários
por fase
Colocação
de condutores
quando
são
necessários
varios por fase
Colocação
de neutros
N R S
T
S R
T
N N R S
T
S R
T
N
N R S T S RT N N R S T S RT N
Em
trevo
Na
horizontal
Grato pela sua
atenção
