Dimensionamento Condutores CEL

8/13/2019 Dimensionamento Condutores CEL

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C O M A N D O S E L É T R I C O S

Capítulo – 5

DimensionamentoCondutores, Fusíveis e Disjuntores.Este capítulo propõe uma técnica de dimensionamento de condutores, fusíveis e disjuntores de formasimples e atendendo ao especificado pela NBR-5410/04 – “Instalações Elétricas em BaixaTensão”. Portanto, de um ponto de vista prático, será apresentada uma forma sucinta para odimensionamento dos condutores e dispositivos de proteção das instalações elétricas, tendo em

mente que para projetos mais detalhados, outros fatores deverão ser levados em consideração.

5.1 - Tensões Nominais de equipamentos usuais no Brasil

A tabela a seguir fornece as tensões nominais para sistemas monofásicos e trifásicos utilizados noBrasil.

T ã



T ã


É importante conhecer os conceitos de cada um desses tipos de condutores para poder empregá-loscorretamente.

As considerações técnicas mais importantes para a escolha de um condutor de baixa tensão, são asseguintes:

Tensão e corrente nominal do circuito; Características das cargas elétricas; Dispositivos de proteção elétrica.

5.3 - Condutores

Os condutores elétricos de potência, em baixa tensão, são os responsáveis pela transmissão deenergia em circuitos de até 1.000 VAC e 1.500 VDC.

Em função de suas propriedades elétricas, térmicas, mecânicas e custos, o cobre e o alumínio sãoos metais mais utilizados desde os primórdios da indústria de fabricação de fios e cabos elétricos.

A prática nos leva a observar que, quase sempre, as linhas aéreas são construídas em alumínio e asinstalações internas são com condutores de cobre. Verifica-se ainda que, segundo a norma deinstalações elétricas de baixa tensão, a NBR 5410, é proibido o uso de condutores de alumínio eminstalações residenciais.

É sabido que todo condutor elétrico percorrido por uma corrente aquece e que todos os materiaissuportam, no máximo, determinados valores de temperatura, acima dos quais eles começam a perdersuas propriedades físicas, químicas, mecânicas, elétricas etc.

U b lét i d t l i ifi ti d t i l b tí l i l ã




5.3.2 - Condutor de Proteção (PE)"6.1.5.3.2 Qualquer condutor isolado, cabo unipolar, ou veia de cabo multipolar utilizado comocondutor de proteção deve ser identificado de acordo com essa função. Em caso de identificação porcor, deve ser usada a dupla coloração verde-amarelo (cores exclusivas da função de proteção), naisolação do condutor isolado ou da veia do cabo multipolar, ou na cobertura do cabo unipolar.”

NOTA - Na falta da dupla coloração verde-amarelo, admite-se, provisoriamente, o uso da cor verde.”

Nesse caso, não se admite utilizar, sob nenhuma hipótese, as cores verde-amarela e verde paraoutra função que não a de proteção. Quanto ao termo “admite-se, provisoriamente...", não hánenhuma data limite estabelecida para se eliminar o uso da cor verde como proteção. Aliás, é maiscomum encontrar-se no mercado o cabo totalmente verde do que o verde-amarelo.

5.3.3 - Condutor de Fase (F)

"6.1.5.3.4 Qualquer condutor isolado, cabo unipolar, ou veia de cabo multipolar utilizado como

condutor de fase deve ser identificado de acordo com essa função. Em caso de identificação por cor,poderá ser usada qualquer cor, observadas as restrições estabelecidas em 6.1.5.3.1, 6.1.5.3.2 e6.1.5.3.3.”.

NOTA - Por razões de segurança, não deve ser usada a cor da isolação exclusivamente amarela,onde existir o risco de confusão com a dupla coloração verde-amarelo, cores exclusivas do condutorde proteção." Resumidamente, os condutores das fases podem ser de qualquer cor, exceto azul-claro, verde ou verde-amarelo.

5 3 4 A C d C d t d B i T ã




5.4 - Recomendações Importantes

Apenas o aterramento não é suficiente para a proteção dos usuários contra choques elétricos, aNBR-5410 estabelece o uso de disjuntores DR (Diferencial-Residual), SEGURANÇA NUNCA ÉDEMAIS.

As tomadas AC e carcaças metálicas têm que ser aterradas. Prever circuitos exclusivos (separados) de iluminação e tomadas, chuveiros elétricos, força motriz

e equipamentos de maiores potências. Não mudar o Disjuntor ou Fusível sem verificar se a fiação esta dimensionada para a nova

demanda. Ao se ampliar o número de cargas, respeite o limite de condução de energia elétrica doscondutores e o limite do sistema de proteção existente.

Não utilizar o Disjuntor como interruptor. Não utilizar o fio Neutro como fio Terra. Evite a utilização dos benjamins ou dos famosos "T´s", pois o uso indevido dos mesmos pode

causar sobrecargas nas instalações. Para resolver o problema, instale mais tomadas, respeitandoo limite da fiação.

A menor bitola dos condutores de energia elétrica, permitida por norma, para circuitos de

iluminação é de 1,5mm

2

e para tomadas é de 2,5mm

2

. Nunca inutilize o fio terra dos aparelhos. Ao contrário, instale um bom sistema de aterramento, Recorra sempre a serviços de um Eletricista Capacitado. Antes de dar início a manutenção do

sistema elétrico, certifique-se de DESLIGAR a chave geral ou disjuntor geral, o qual se encontrano QF ou QM e que o mesmo esteja desligado, garantindo a DESENERGIZAÇÃO dos circuitoselétricos, durante todo o tempo que estiver executando a manutenção do sistema,

Um sistema elétrico bem executado dura, em média, 20 anos, mas 10 anos já é um bom períodopara se fazer uma revisão: verificar a fiação, os soquetes, os interruptores.

5 5 Di i t




5.5.2 - Corrente de Ramal “IR”

Entende-se por IR, como sendo a corrente de ramal ou de circuito, devidamente protegido eindependente.

IR é calculado para CA da seguinte forma:

IR = IN x 1,25 [A]

A tabela a seguir apresenta a relação da seção nominal em função da Imáx suportada pelo condutor.

Seção nominal(mm²)

Corrente MáximaAdmissível (A)

1,5 15,5

2,5 21

4 28

6 36

10 50

16 68

25 89

35 111

50 134

70 171

95 207

120 239




5.5.4 - Secção Nominal (#Bitola) do Condutor de Fase.

A Tabela - 1 foi elaborada para as principais tensões CA praticadas no mercado, permitindo facilmente, quese determine a área da Secção Transversal (Bitola em mm2) do condutor, uma vez conhecidas a TensãoNominal e o Momento Elétrico Calculado.

5.5.5 - Queda de Tensão ΔU (%) aceitável

Sobre Quedas de Tensão, a NBR 5410 em seu item 6.2.7.1 prevê que qualquer ponto de utilizaçãoda instalação elétrica, a queda de tensão não deve ser superior a determinados valores em relaçãoao valor da tensão nominal da instalação, sendo que em seu subitem c), são previstos 5% de quedade tensão, calculados a partir do ponto de entrega, com fornecimento em tensão secundária dedistribuição, conforme ilustrado pela figura abaixo.




5.5.6 - Secção Nominal (#Bitola) Condutor Neutro

A regra é simples, válida para CA e pode ser observada na tabela a seguir:

Seção CondutorFase (mm2)

Seção MínimaCondutor Neutro (mm2)

S < 25 S

35 25

50 2570 35

95 50

120 70

150 70

185 95

240 120

300 150

400 185Tabela 5 - Seção Mínima do Condutor Neutro

A Tabela 5 foi elaborada com base na Tabela 48 – “Seção reduzida do condutor neutro” da NBR5410.

5.5.7 - Secção Nominal (#Bitola) Condutor de Proteção (PE)




Os disjuntores estão padronizados e podem ser encontrados no mercado nas seguintes

especificações de correntes (ID): ID 6, 10, 13, 15, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 60, 63, 70, 80, 100, 125,150, 200, 225, 275, 300, 350, 400 (A), disponível em: http://www.2a.com.br/download/Siemens/ *** Importante que a ID não seja superior à Imáx do condutor adotado.

5.5.9 - Fusível

O fusível é um dispositivo cuja função principal é a proteção do circuito contra curto-circuito que operam porruptura (fusão) em uma corrente e em um tempo determinados.

Podem ser dimensionados observando-se as seguintes relações:

IFNominal ≥ 1,5 INominal

IR ≤ IFNominal < Imáx Condutor

Os fusíveis também estão padronizados e podem ser encontrados no mercado nas seguintesespecificações de correntes (IF):

IF 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800,1000, 1250 (A), disponível em: http://www.2a.com.br/download/Siemens/*** Importante que a IF não seja superior à Imáx do condutor adotado.

5.5.10 - Dispositivo DR.

Desde dezembro de 1997, segundo a NBR-5410, é obrigatório no Brasil, em todas as instalações

http://www.2a.com.br/download/Siemens/










5.6 - Passo-a-Passo para o Dimensionamento

1) INominal = P(W) [A]√3 x U x cos φ x η

2) IRamal = 1,25 x IN [A]

3) Momento Elétrico ME = IR x d [A.m]

4) Tabela 1 ou 2 - Secção Nominal do Condutor de Fase

5) U % ≤ (ME_Calculado / ME_Tabelado (Anexo 1)) x U % desejado

6) Tabela 5 - Secção Nominal do Condutor de Condutor Neutro

7) Tabela 6 - Secção Nominal do Condutor de Condutor PE (Proteção/Terra)

8) Tabela 1A - Seleção do Disjuntor

9) Tabela 1B - Seleção do Fusível

10) Tabela 4 e 1C - Seleção do Dispositivo DR

11) Especificações:

Condutor de Fase = n x d x 1,10 [m]




5) ME_Calculado = 1.136,40 [A.m]ME_Tabelado = 504 [A.m], para # 4,0 mm2, conforme (Anexo 1), portanto tem-se:

ΔU % ≤ (1.136 / 504) x 2 % = 4,51% o que não atende o passo 5 (≤ 2%).Deve-se então, migrar para o próximo condutor na Tabela 1 que é de # 6 mm2

ME_Calculado = 1.136,40 [A.m]ME_Tabelado = 758 [A.m], conforme (Anexo 1), portanto tem-se:

ΔU % ≤ (1.136 / 758) x 2 % = 2,99 % o que não atende o passo 5.Deve-se então, migrar novamente para o próximo condutor na Tabela 1 que é de 10 mm 2

ME_Calculado = 1.136,40 [A.m]ME_Tabelado = 1.256 [A.m], conforme (Anexo 1), portanto tem-se:

ΔU % ≤ (1.136 / 1.256) x 2 % = 1,499 % o que atende o passo 5.

Portanto o condutor de Fase a ser escolhido é o de 10 mm2.

6) Tabela 5 - Secção Nominal do Condutor de Condutor Neutro

Pela tabela 5 tem-se que a Seção do condutor de Neutro é a mesma do de fase, ou seja, 10mm2.

7) Tabela 6 - Secção Nominal do Condutor de Condutor PE (Proteção/Terra)

Pela tabela 6 tem-se que a Seção do condutor de Proteção é a mesma do de fase, ou seja,2




5.8 - Exercícios - Dimensionar os condutores e a proteção para:

a) Um chuveiro de 4.400W/220V com U = 1 e 2%, d=20m.Resp: Para U = 1% → F=PE= 4,0 mm2, DTM 2x25A, Fus 2x25A, DR 2x25A

Para U = 2% → F=PE= 10,0 mm2, DTM 2x25A, Fus 2x25A, DR 2x25A

b) Refazer o item a) U = 2% em 127V e comparar os valores obtidos nos itens a e b.Resp: Para U = 1% → F=PE= 25,0 mm2, DTM 2x40A, Fus 2x40A, DR 2x40A

Para U = 2% → F=PE= 16,0 mm2, DTM 2x40A, Fus 2x40A, DR 2x40A

c) Tomada do micro ondas de 1.800W/127V FP=0,80, U = 2%, d=15m.

Resp: → F=PE= 6,0 mm2

, DTM 1x25A, Fus 1x25A, DR 2x25A

d) Motor AC de 2CV/220V/FP=0,88/η=0,85, U = 2%, d=20mResp: → F=PE= 2,5 mm2, DTM 2x16A, Fus 2x16A, DR 2x25A

e) MIT de 10HP/220V/FP=0,92/η=0,95 ,U = 2%, d=30mResp: → F=PE= 10,0 mm2, DTM 3x32A, Fus 3x32A, DR 4x40A




CEL CTIG /UNESP JEB © V3-2013 Prof: Jomar Bueno 16/16 [email protected]

110 V 115V 127V 208V 220V 440V 110 V 115V 127V 208V 220V 440V

3 Queda >

1,5 47 50 55 90 95 191 94 100 110 180 190 382

2,5 78 82 90 148 157 314 156 164 180 296 314 628

4 126 132 145 239 252 505 252 264 290 478 504 1.010

6 189 198 218 358 379 758 378 396 436 716 758 1.51610 314 328 362 594 628 1.257 628 656 724 1.188 1.256 2.514

16 478 500 552 904 956 1.913 956 1.000 1.104 1.808 1.912 3.826

25 733 766 846 1.386 1.466 2.933 1.466 1.532 1.692 2.772 2.932 5.866

35 1. 000 1.045 1.154 1.890 2.000 4.000 2. 000 2.090 2.308 3.780 4.000 8.000

50 1. 325 1.385 1.530 2.506 2.650 5.391 2. 650 2.770 3.060 5.012 5.300 10. 782

70 1. 803 1.885 2.081 3.409 3.606 7.213 3. 606 3.770 4.162 6.818 7.212 14. 426

95 2. 340 2.446 2.702 4.425 4.680 9.361 4. 680 4.892 5.404 8.850 9.360 18. 722

120 2. 750 2. 875 3. 175 5. 200 5. 500 11. 000 5. 500 5. 750 6. 350 10. 400 11. 000 22. 000

150 3. 142 3. 285 3. 628 5. 942 6. 285 12. 571 6. 284 6. 570 7. 256 11. 884 12. 570 25. 142

185 3. 548 3. 709 4. 096 6. 709 7. 096 14. 193 7. 096 7. 418 8. 192 13. 418 14. 192 28. 386

240 4. 230 4. 423 4. 884 8. 000 8. 461 16. 923 8. 460 8. 846 9. 768 16. 000 16. 922 33. 846

300 4. 583 4. 791 5. 291 8. 666 9. 166 18. 333 9. 166 9. 582 10. 582 17. 332 18. 332 36. 666

400 5.000 5.227 5.772 9.454 10.000 20.000 10.000 10.454 11.544 18.908 20.000 40.000

500 5.238 5.476 6.047 9.904 10.476 20.952 10.476 10.952 12.094 19.808 20.952 41.904

1,5 15,5 16 16

2,5 21 20 20 mm2 mm2

4 28 25 25 S<25 S

6 36 32 35 35 25

10 50 50 50 50 25

16 68 63 60 Tabela - 6 70 35

25 89 80 80 95 50

35 110 100 100 120 70

50 134 125 125 150 70

70 171 160 160 185 95

95 207 200 200 mm2 mm2 240 120

120 239 225 225 S< 16 S Fase 300 150

150 275 250 250 16 < S < 35 16 400 185

185 314 300 315 S > 35 S / 2 500 240

240 370 350 355

300 426 400 400

400 510 500 500

Outros Fusíveis: 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 224, 250, 315, 350, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 1000, 1250.

Outros Disjuntores: 1, 2, 4, 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 70, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1600.

Seção

Condutor

Fase

Seção

mínima

Condutor

Proteção

Seção

Condutore

s Fase

Seção

Mínima

Condutor

Neutro

Baseado no Manual Siemens - Proteção de instalações elétricas em baixa tensão , disponível em http://www.2a.com.br/download/Siemens/Fusiveis.pdf

Baseado nos Manuais Siemens: I BT ET 2415 - "Disjuntores 5SX, 5SP e 5SY" e IA-2384-FO - "Disjuntores 3VT em caixa moldada até 1600 A", disponiveis em

http://www.2a.com.br/download/Siemens/http://www.2a.com.br/download/Siemens/

63 < ID <= 80 80

Tabela - 4Dispositivo DR

25 < ID <= 40 40

Tabela 2- A BSeção

nominal

(mm²)

Corrente

Máxima

Admissível

Tabela-1

Tensão Nominal - CA (Monofásica ou Trifásica)

S e ç ã o ( m m ² )

Tabela - 5

1% 2%

80 < ID <= 100 100

CA CA

40 < ID <= 63 63

Disjuntor

(A)

Fusível

(A)I Nominal Disjuntor I Nominal do DR

ID <= 25 25

mailto:[email protected]



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