Instalações Elétricas_Projeto industrial (Etapa 2)

APOSTILA DE INSTALAES ELTRICAS

Delirose Ramos Pgina 1

E.T.E. Joo Luiz do Nascimento

Disciplina: Instalaes eltricas

Professora: Delirose Ramos

Etapa 2 Projeto Industrial



1 LUMINOTCNICA

1.1 Apresentao

A principal funo das lmpadas fornecer energia luminosa. Para

tanto, elas contam com o auxlio das luminrias e, eventualmente, de outros

componentes auxiliares. A funo das luminrias melhorar a distribuio

luminosa, fornecer proteo contra intempries, alm de possibilitar a ligao

da lmpada rede eltrica.

Os ambientes (industriais, comerciais, escritrios, salas de aula, etc)

devem ser suficientemente iluminados para se obter o melhor rendimento

possvel nas tarefas a executar.

Um bom projeto de iluminao requer a adoo dos seguintes pontos

fundamentais:

Nvel de iluminamento suficiente para cada atividade especfica;

Distribuio espacial da luz sobre o ambiente;

Escolha da cor da luz e seu respectivo rendimento;

Escolha apropriada dos aparelhos de iluminao;

Tipo de execuo das paredes e pisos;

Iluminao de acesso.

Para execuo de um projeto de iluminao, o eletrotcnico dever

dispor de informaes tais como atividades a serem executadas no local, cores

do piso, parede e teto, altura de trabalho, alm dos projetos existentes do local.

1.2 Grandezas fundamentais

FLUXO LUMINOSO () a potncia de radiao total emitida por

uma fonte de luz, ou seja, a potncia de energia luminosa de uma

fonte percebida pelo olho humano. Sua unidade de medida o

lmen [lm]. Cada lmpada apresenta fluxo luminoso diverso.

EFICINCIA LUMINOSA a relao entre o fluxo luminoso e a

potncia eltrica de uma mesma lmpada. medido em

lumens/Watt [lm/W].

INTENSIDADE LUMINOSA (I) a potncia da radiao luminosa

em uma dada direo. A intensidade luminosa a grandeza de base

do Sistema Internacional (SI) para iluminao e a sua unidade de

medida a candela (cd).



ILUMINNCIA OU ILUMINAMENTO (E) a relao entre o fluxo

luminoso incidente em uma superfcie e a rea da superfcie sobre a

qual este incide. Sua unidade o LUX.

NDICE DE REPRODUO DE CORES (IRC) Representa o valor

percentual mdio referente sensao de reproduo da cor,

baseado em uma srie de cores padro. A partir desse conceito,

considera-se razovel uma lmpada com IRC em torno de 60, 80

pode ser considerado bom e 90 excelente. Porm, a utilizao ou

descarte de uma opo de lmpada pelo seu IRC depender da

aplicao de projeto da mesma.

TEMPERATURA DE COR Existe uma correlao entre a

temperatura de uma fonte luminosa e sua cor. Essa correlao

obedece a Lei de Planck, conforme o grfico abaixo.



As cores quentes vo at 3.000K e realam os vermelhos e seus

derivados, so empregadas quando se deseja uma atmosfera

ntima, como em residncias, bares e restaurantes.

As cores neutras situam-se entre 3.000K e 4.000K, ficam entre os

tons vermelhos e azuis e so mais utilizadas em ambientes

comerciais.

As cores frias possuem temperatura acima de 4.000K e realam os

azuis e seus derivados, so empregadas onde se deseja uma

atmosfera formal, precisa e limpa, como em escritrios e fbricas.

1.3 Tipos de lmpadas

LMPADAS INCADESCENTES Consistem num filamento de

tungstnio espiralado que levado incandescncia pela passagem

da corrente (efeito joule), nesse filamento. A oxidao desse

filamento evitada pela presena de gs inerte (Nquel ou Argnio)

ou vcuo dentro do bulbo.

As lmpadas incandescentes so sensveis variao de tenso.

Quando submetidas sobretenso, sua eficincia, sua corrente

eltrica e seu fluxo luminoso se elevam, ao passo que sua vida til

cai drasticamente.

- Efeitos da variao de tenso nas lmpadas incandescentes:

sobretenses e subtenses podem ter efeitos drsticos em determinadas



caractersticas das lmpadas incandescentes, como por exemplo alterao

da sua vida til ou do seu fluxo luminoso, esses valores podem ser

calculados de acordo com as frmulas que se seguem:

Onde,

LMPADAS DICRICAS So lmpadas incandescentes com

elementos halgenos como o Bromo e o Iodo adicionados ao seu

bulbo, desta forma obtm-se um fluxo luminoso com maior

temperatura de cor e maior eficincia luminosa, nesses casos, se faz

necessria a utilizao de bulbo de quartzo, pois o mesmo suporta

temperaturas mais elevadas. Possuem refletor com espelho

multifacetado numa base bipino. So timas para fins decorativos.



LMPADAS FLUORESCENTES So lmpadas que utilizam a

descarga eltrica atravs de um gs para produzir energia luminosa.

Para as chamadas lmpadas de partida lenta so necessrios dois

equipamentos auxiliares: reator e starter. As de partida rpida

dispensam o starter.

LMPADAS VAPOR DE MERCRIO - Constam de um tubo de descarga feito de quartzo para suportar elevadas temperaturas, tendo em cada extremidade um eletrodo principal, de tungstnio recoberto com material emissor de eltrons. Quando uma tenso aplicada lmpada cria-se um campo eltrico entre o eletrodo auxiliar e o principal. Forma-se um arco eltrico entre eles provocando o aquecimento dos xidos emissores, a ionizao do gs e a formao de vapor de mercrio. Depois que o meio interno tornou-se ionizado, a impedncia eltrica torna-se reduzida e, como a do circuito de partida elevada (devido ao resistor), este torna-se praticamente inativo, passando a descarga eltrica a ocorrer entre os eletrodos principais.



Com o aquecimento do meio interno a presso dos vapores cresce com o conseqente aumento do fluxo luminoso. O perodo de partida leva alguns segundos, e a lmpada s entra em regime aproximadamente 6 minutos aps ligada a chave. Se a lmpada apagada, o mercrio no pode ser reionizado at que a temperatura do arco seja diminuda suficientemente, isto leva de 3 a 10 minutos, dependendo das condies externas e da potncia da lmpada.

LMPADAS VAPOR DE SDIO Produzem uma luz

monocromtica amarela, sem ofuscamento, e so apresentadas

como a melhor soluo para iluminao em locais onde existe

nvoa ou bruma. As lmpadas a vapor de sdio a alta presso

tm um tubo de descarga de xido de alumnio sinterizado,

encapsulado por um bulbo oval de vidro. O tubo de descarga

preenchido por uma amlgama de sdio-mercrio, alm de uma

mistura gasosa de nenio e argnio, utilizada para a partida. As

lmpadas de sdio so produzidas para substituir as lmpadas

vapor de mercrio diretamente nas potncias equivalentes,

devendo-se observar que as luminrias no devem causar um

excessivo aumento da tenso de arco.

LMPADAS VAPOR METLICO So lmpadas de vapor de

mercrio nas quais se introduzem outros elementos (iodetos,

brometos) em seu tubo de descarga, de forma que o arco eltrico se

realize numa atmosfera de vrios vapores misturados. Obtm-se

assim maiores eficincias luminosas, at 90 lm/W e melhor

composio espectral. So especialmente recomendadas quando se

quer tima qualidade na reproduo de cores como em lojas,



shoppings, estdios, pistas de corrida, principalmente quando se

pretende televisionamento em cores. Todas as lmpadas a vapor

metlico requerem um reator e um ignitor, os quais influenciam sua

performance, ademais a tenso no deve flutuar mais que 5% da

tenso do reator.

LMPADAS DE LUZ MISTA Constam de um tubo de arco de vapor

de mercrio em srie com um filamento incandescente de tungstnio

que, alm de produzir fluxo luminoso, funciona como elemento de

estabilizao da lmpada. Rene caractersticas das lmpadas

incandescentes, fluorescentes e vapor de mercrio, pois:

- A luz do filamento emite luz incandescente;

- A luz do tubo de descarga a vapor de mercrio emite intensa luz

azulada

- A radiao invisvel (ultravioleta), em contato com a camada

fluorescente do tubo, transforma-se em luz avermelhada.

LMPADAS DE LUZ NEGRA So similares s lmpadas vapor de

mercrio, a nica diferena o vidro utilizado na confeco da

ampola externa. O bulbo de vidro com xido de nquel (vidro de

Wood), que sendo transparente ao ultra-violeta, absorve grande

parte do fluxo emitido. Estas lmpadas so utilizadas em setores de

qualidade, para melhor anlise de erros de fabricao, em institutos

de criminalstica para verificao de impresses digitais, etc.

1.4 Tipos de luminrias

Luminrias so aparelhos destinados a proteger as lmpadas,

orientar ou concentrar o facho luminoso, difundir a luz, reduzir o

ofuscamento, e proporcionar um bom efeito decorativo.



ILUMINAO RESIDENCIAL Neste tipo de iluminao as

luminrias para lmpadas incandescentes e fluorescentes compactas

possuem larga utilizao, porm estas ltimas, por sua notria

eficincia energtica tem ganhado muito espao nesse tipo de

iluminao. Tambm as fluorescentes tubulares so utilizadas, mas,

por causa de sua complexidade, em escala bem menor.

ILUMINAO INDUSTRIAL Na indstria, a aplicao das

luminrias distinta de acordo com o tipo de indstria, o tipo de rea

interna, a atividade a ser exercida, a atmosfera de trabalho, dentre

outras. De um modo geral, para galpes com alto p direito tm sido

bastante utilizados os refletores com lmpadas vapor de mercrio ou

vapor metlico. Para indstrias com p direito mais baixo, as

luminrias fluorescentes tm sido mais utilizadas. Em reas externas

utiliza-se com grande freqncia projetores com lmpadas vapor de

sdio, metlico ou mercrio.

ILUMINAO COMERCIAL Os escritrios, lojas e shoppings, em

sua maioria, utilizam luminrias para lmpadas fluorescentes. uma

soluo simples, de baixo custo e eficincia razovel.



ILUMINAO PARA ESTDIOS E VIAS PBLICAS Para essas

aplicaes so utilizadas luminrias prprias, sendo o mais indicado

para estdios a utilizao de conjuntos de projetores, que podem ser

instalados em um nico prtico ou distribudos, e para iluminao

pblica luminrias prprias para poste.



ILUMINAO DECORATIVA De forma geral so utilizadas

luminrias para lmpadas dicricas com fachos direcionados para

enfatizar determinado objeto.

1.4.A ILUMINAO DE FACHADAS So utilizados projetores mais baixos

que os prdios, com vidros em cores, para realar a edificao.



1.5 Clculo luminotcnico

MTODO DOS LMENS OU MTODO DO FLUXO LUMINOSO

o mtodo mais utilizado para calcular e consiste em determinar a

quantidade de fluxo luminoso para determinado ambiente, levando

em considerao a atividade a ser desenvolvida no ambiente, cores

de piso e teto, altura, etc. A utilizao deste mtodo realizada

conforme os passos a seguir:

1 Passo: Verificao do fluxo luminoso necessrio:

ILUMINNCIA: Depende do tipo de atividade a ser executada no

local, a tabela abaixo sugere alguns valores, porm, a mesma pode

variar de uma norma para outra.



FATOR OU COEFICIENTE DE DEPRECIAO: a relao entre o

fluxo luminoso emitido por uma luminria no fim do perodo

considerado para iniciar o processo de manuteno e o fluxo emitido

no incio de sua operao. As tabelas abaixo trazem exemplos de

como pode ser verificado o coeficiente de depreciao, no entanto, a

metodologia varia entre autores e fabricantes.



COEFICIENTE DE UTILIZAO: Representa a relao entre o fluxo

luminoso que chega ao plano de trabalho e o fluxo luminoso total

emitido pelas lmpadas. Depende das dimenses do ambiente, do

tipo de luminria e da pintura das paredes. So utilizados os

seguintes parmetros:

a) Teto:

Branco = 70%

Claro = 50%

Escuro = 30%

b) Paredes:

Claro = 50%

Escuro = 30%

c) Piso:

Escuro = 10%

Feito isso, calcula-se o fator K, que o chamado ndice do recinto, a

partir das dimenses do mesmo.

Onde:

K ndice do recinto

A Comprimento do recinto (em metros)

B Largura do recinto (em metros)

H altura da fonte de luz ao plano de trabalho (em metros).

Encontrados os valores de reflexo do teto, parede e piso, e com o

ndice do recinto calculado, basta procurar na tabela abaixo o valor

de fator de utilizao a ser utilizado.



OBS: Na tabela constam valores mdios de luminrias fluorescentes,

porm, para cada tipo especfico de luminria a um conjunto de

valores a ela agregados.

2 Passo: Clculo da quantidade de luminrias:

3 Passo: Distribuio das luminrias:

A distribuio das luminrias deve ser uniforme, de modo que no

haja no ambiente pontos escuros. Essa distribuio faz-se, via de

regra, respeitando-se as dimenses conforme figura a seguir:



MTODO PONTO POR PONTO

Este mtodo permite o clculo da iluminncia em qualquer ponto da

superfcie, especificamente, para cada projetor cujo facho atinja o ponto

considerado. O somatrio de todas as contribuies individuais ir compor

a iluminncia total.

ILUMINAMENTO HORIZONTAL: a soma das contribuies do

fluxo luminoso de todas as luminrias num ponto do plano horizontal.

Pode ser calculado conforme equao abaixo:

I Intensidade do fluxo luminoso (em candelas)

ngulo entre uma dada direo do fluxo luminoso e a vertical que

atravessa o centro da lmpada.

H Altura vertical da luminria ao plano de trabalho (em metros)



O iluminamento total ser o somatrio do iluminamento

correspondente a cada luminria cujo fluxo luminoso incida sobre o

plano.

ILUMINAMENTO VERTICAL: a soma das contribuies do fluxo

luminoso de todas as luminrias num ponto do plano vertical. Pode

ser calculado conforme equao abaixo:

I Intensidade do fluxo luminoso (em candelas)

ngulo entre uma dada direo do fluxo luminoso e a vertical que

atravessa o centro da lmpada.

D Distncia entre a luminria e o ponto localizado na vertical (em

metros)



2 ATERRAMENTO INDUSTRIAL

2.1 Apresentao

Um sistema de aterramento visa :

Segurana de atuao da proteo;

Proteo das instalaes contra descargas atmosfricas;

Proteo do indivduo contra contatos com partes metlicas da

instalao energizadas acidentalmente;

Uniformizao do potencial em toda rea do projeto, prevenindo

contra leses perigosas que possam surgir durante ma falta fase-

terra.

Os problemas gerados pelo mau aterramento em uma instalao so

inmeros, podem ser citados alguns, conforme abaixo:

Falhas no sistema de comunicao entre mquinas,

principalmente se o protocolo de comunicao for RS-232;

Excesso de interferncias eletromagnticas;

Aquecimento anormal de equipamentos como conversores e

inversores;

Funcionamento irregular de computadores, constantes

travamentos;

Queima de Circuitos Integrados e placas eletrnicas sem razo

aparente;

Possveis interferncias nas imagens de monitores de vdeo.

2.2 Conceitos

Tenso de contato: a tenso que pode aparecer acidentalmente,

quando da falha de isolao entre duas partes simultaneamente acessveis.

Tenso de toque: ocorre quando h um contato entre uma pessoa e um

equipamento sujeito a uma tenso de contato.



Tenso de passo: quando uma corrente eltrica descarregada para o

solo, ocorre uma elevao do potencial em torno do eletrodo de aterramento,

formando-se uma distribuio de queda de tenso, mais intensa prximo ao

eletrodo e de menor intensidade a medida em que se afasta deste. Nessas

condies, uma pessoa que esteja nesta rea e afaste as pernas para

caminhar poder ter um p exposto a um nvel de tenso e o outro, em outro

nvel de tenso, a esta ocorrncia dado o nome de tenso de passo.

Massas: so partes metlicas do sistema, mas que no so

intencionalmente energizadas.

2.3 Choque Eltrico

Choque eltrico uma perturbao de natureza e efeitos diversos que

se manifesta no corpo humano, quando por ele circula uma corrente eltrica.

Os efeitos dependem de diversos fatores, tais como:

Percurso da corrente eltrica pelo corpo humano: mais perigoso

quando passa pelo corao.

Intensidade da corrente eltrica: quanto maior a intensidade maior

ser a possibilidade de causar contrao muscular.



Tempo de durao do choque eltrico: quanto maior for o tempo

que uma pessoa for submetida ao choque eltrico, piores sero

os efeitos.

rea de contato do choque eltrico: quanto maior a rea, maior a

corrente eltrica.

Presso de contato: quanto maior a presso, menor a

resistncia do contato.

Frequncia da corrente eltrica: As frequncias situadas entre 20

e 100Hz so especialmente perigosas para o corpo humano, uma

vez que estas se situam na faixa em que a probabilidade de

ocorrncia de fibrilao ventricular maior.

Tenso eltrica: quanto maior a tenso, maior a corrente e piores

os efeitos.

Espraiamento da corrente de choque pelo corpo humano: quais

so os rgos do indivduo atingidos pela corrente eltrica?

Condies da pele do indivduo: quanto mais mida estiver a pele,

menor a resistncia.



Constituio fsica do indivduo: indivduos de menor peso

possuem menor resistncia, consequentemente, mais corrente

passar por ele.

Estado de sade do indivduo: quanto mais saudvel, menores os

danos causados.

As manifestaes em decorrncia de um choque eltrico so:

Asfixia: quando ocorre o choque eltrico, o diafragma da

respirao se contrai tetanicamente, cessando assim a

respirao.

Fibrilao ventricular: a atividade eltrica do corao fica

desordenada, as fibras musculares tremulam ao invs de

pulsarem ordenadamente e o sangue acaba no sendo

bombeado adequadamente, o que pode resultar em parada

cardaca.

Queimaduras profundas (necrose): com a passagem da corrente

ocorre o efeito joule, que produz queimaduras no corpo humano.

A resistncia do corpo humano normalmente varia de uma pessoa para

outra e cada parte do corpo possui um valor distinto, a figura a seguir traz

valores tpicos de resistncia do corpo humano considerando um adulto mdio.



A pele mida possui resistncia praticamente nula, o que agrava ainda

mais os efeitos do choque eltrico, uma vez que quanto menor for a

resistncia, maior ser a corrente eltrica a qual o indivduo ser submetido.

O choque eltrico pode acontecer de duas formas: por contato direto ou

por contato indireto.

Contato direto: o indivduo entra em contato com uma parte do sistema

que deveria estar energizadas, como por exemplo, barramentos, cabos

eltricos, etc.

Contato indireto: o indivduo entra em contato com uma parte do sistema

que naturalmente no deveria estar energizada, como por exemplo, portas de

geladeira, tubulaes metlicas, quadros eltricos metlicos, etc.

A figura a seguir mostra graficamente os efeitos dos nveis de corrente x

tempo no corpo humano.



2.4 Materiais utilizados em aterramento industrial

Para construo do sistema de aterramento so necessrios alguns

componentes, os principais so:

Eletrodo de terra (ou eletrodos verticais): podem ser de ao galvanizado

ou ao cobreado. O de ao galvanizado tem seu uso restrito, devido ao

fato do mesmo sofrer corroso. O de ao cobreado possui elevada

resistncia corroso e mais utilizado.

Condutor de aterramento: so utilizados condutores de cobre nu, cujas

bitolas mnimas so definidas de acordo com o solo. Para solos cidos

a seo no deve ser inferior a 16mm, para solos de natureza alcalina

ou em subestaes a seo mnima deve ser de 25mm.

Caixa de inspeo: as caixas de inspeo so necessrias, como o

prprio nome j diz, para futuras inspees do sistema de aterramento.

Devem possuir tampa removvel.



Conexes: so elementos metlicos utilizados para conectar os

condutores nas emendas ou derivaes. Os tipos mais utilizados so os

conectores aparafusados e as conexes exotrmicas.

Os conectores aparafusados, mostrados na figura a seguir, so peas

metlicas utilizadas na emenda de condutores, sempre que possvel deve

ser evitado o seu uso em condutores de aterramento.

Conexes exotrmicas so um processo de conexo a quente onde se

verifica uma fuso entre o elemento metlico de conexo e o condutor. A

figura a seguir mostra alguns modelos de conexo exotrmica.

Condutor de proteo: o condutor utilizado para a ligao das massas

aos terminais de aterramento parcial e principal.



2.5 Projeto de aterramento industrial

Devido incerteza e dificuldade na obteno dos dados, suficiente

que o dimensionamento do aterramento fornea, no mnimo, as seguintes

indicaes:

Os materiais a utilizar

A geometria do eletrodo

A locao no terreno

Na prtica, utiliza-se um eletrodo em anel, ao redor da edificao, que

pode ser constitudo por condutores horizontais e hastes interligadas entre si,

diretamente enterrados no solo e/ou pelas prprias ferragens das fundaes da

edificao

A geometria das hastes de terra normalmente realizada conforme a

figura a seguir.

J a malha de terra composta pela combinao de hastes e condutores

que tem tambm a funo de equalizar os potenciais na superfcie do terreno,

controlando as tenses de passo e de contato em nveis suportveis ao corpo

humano.

A resistncia de aterramento no deve ser superior a 10 ohms a qualquer

poca do ano, e no caso de atmosferas explosivas, essa resistncia no deve

ser superior a 1ohm a qualquer poca do ano.

A figura a seguir mostra as dimenses mnimas de eletrodos de

aterramento de acordo com a NBR-5410.



2.6 Procedimentos para medio do aterramento

A resistncia eltrica de um sistema de aterramento depende de dois

fatores:

A resistividade aparente do solo para aquela malha de terra

especfica;

A geometria e a forma que foram adotadas no projeto da malha

de terra.

Resistividade aparente do solo a resistividade vista por um particular

sistema de aterramento.

O solo composto por diversas camadas horizontais com formao

geolgica diferente, e, naturalmente, resistividades distintas.

Embora existam diversas camadas, para efeitos de modelagem,

considera-se o solo estratificado em duas camadas, a partir da superfcie. A

medio deve ser realizada aps a terraplanagem e depois de decorrido algum

tempo para a estabilizao fsico-qumica do solo.

A medio de terra realizada atravs do equipamento chamado

terrmetro, utilizando hastes de aterramento auxiliares. Consiste em aplicar



uma tenso entre o sistema a ser medido e um terra auxiliar e medir a

resistncia de terra at o ponto desejado. A figura a seguir esquematiza uma

medio de aterramento utilizando o terrmetro.

Caso o eletrotcnico no possua um terrmetro, ele ainda pode ter uma

noo da qualidade do aterramento ligando uma lmpada a uma fase e haste

de aterramento. Quanto maior a luminosidade apresentada pela lmpada,

melhor ser a qualidade do aterramento. Essa montagem pode ser verificada

na figura a seguir.



3 SPDA INDUSTRIAL

3.1 Introduo e conceitos

O SPDA (Sistema de Proteo contra Descarga Atmosfricas) um

sistema completo destinado a proteger uma estrutura contra os efeitos das

descargas atmosfricas. composto de um sistema externo e de um sistema

interno de proteo.

Sistema externo de proteo: consiste em subsistema de

captores, subsistema de condutores de descida e subsistema de

aterramento.

Sistema interno de proteo: conjunto de dispositivos que

reduzem os efeitos eltricos e magnticos da corrente de

descarga atmosfrico dentro do volume a proteger (DPS

Dispositivo de Proteo contra Surtos).

O SPDA possui duas funes principais:

Oferecer descarga atmosfrica um caminho preferencial terra,

reduzindo os riscos de sua incidncias sobre as estruturas;

Diminuir o crescimento da distribuio de potencial eltrico entre o

solo e as nuvens, por meio do permanente escoamento de cargas

do meio ambiente para a terra.

Descarga atmosfrica: descarga eltrica de origem atmosfrica entre

uma nuvem e a terra ou entre nuvens, consistindo em um ou mais impulsos de

vrios kA.

Raio: um dos impulsos eltricos de uma descarga atmosfrica para a

terra.

Relmpago: luz gerada pelo arco eltrico do raio.

Trovo: rudo produzido pelo deslocamento do ar devido ao sbito

aquecimento causado pela descarga do raio.

Poder das pontas: refere-se propriedade das pontas metlicas de

propiciar o escoamento das cargas eltricas para a atmosfera.

3.2 Formao das descargas atmosfricas

Pensando a nuvem como um imenso bipolo, em que as cargas positivas

se situam na parte superior e as cargas negativas na parte inferior, a nuvem



carregada induz no solo cargas positivas, que ocupam uma rea

correspondente ao tamanho da nuvem. Como a nuvem arrastada pelo vento,

a regio de cargas positivas no solo acompanha o deslocamento dela,

formando uma forma de sombra de cargas positivas que seguem a nuvem.

O bipolo possui uma altura de 10 a 15 quilmetros. A diferena de

temperatura entre a base e o teto da nuvem provoca a formao de correntes

ascendentes no centro da nuvem e descendentes nas bordas. Essas correntes

de ar deslocando as partculas provocaria o atrito e consequente

carregamento, formando o bipolo.

Ocorre um raio quando a diferena de potencial entre a nuvem e a

superfcie da terra ou entre duas nuvens suficiente para ionizar o ar. Os

tomos do ar perdem alguns de seus eltrons, dando incio a uma corrente

eltrica (descarga).

3.3 Tipos de SPDA

Edificaes em geral e linhas de transmisso devem ser protegidas

contra a incidncia direta de raios. Os requisitos bsicos para a instalao de

um SPDA depende do tipo de estrutura que se quer proteger.

As estruturas consideradas comuns so as edificaes residenciais,

comerciais e industriais com exceo de chamins. Os principais elementos

utilizados num SPDA so:



Captor: podem ser do tipo natural ou no natural. Captores

naturais so aqueles elementos condutores potencialmente

expostos a uma descarga atmosfrica, podemos citar como

exemplo as estruturas metlicas constitudas por tanques e tubos

com espessura mnima da parede de 0,5mm de ao galvanizado.

Os captores no naturais so constitudos de elementos metlicos

como uma haste condutora.

Mastro ou haste: o suporte do captor do tipo Franklin, sendo

constitudo de um tubo de cobre de comprimento entre 3 e 5

metros e 55 milmetros de dimetro.

Isolador: a base de fixao o mastro ou haste. Normalmente

utilizado um isolador de porcelana vitrificada ou vidro temperado,

para 10kV.

Condutor de descida: o condutor metlico que faz a ligao

entre o mastro ou captor e o eletrodo de terra.

Aterramento: conjunto de eletrodos e cabos conectados que

compem o sistema de ligao terra.

A norma brasileira admite 3 modelos de proteo contra descargas

atmosfricas: Mtodo de Franklin, Mtodo de Faraday e Modelo

Eletrogeomtrico,

Mtodo de Franklin: consiste em se determinar o volume de

proteo propiciado por um cone, cujo ngulo da geratriz com a

vertical varia segundo o nvel de proteo desejado e para uma

determinada altura da construo. A tabela a seguir fornece o

ngulo mximo de proteo para uma altura da construo no

superior a 20 metros.



(A) Aplicam-se somente os mtodos eletrogeomtrico, malha ou gaiola

de Faraday.

(B) - Aplica-se somente o mtodo da gaiola de Faraday.

O Mtodo de Franklin indicado para aplicao em estruturas muito

elevadas e de pouca rea horizontal, onde se podem utilizar uma pequena

quantidade de captores, o que torna o projeto economicamente interessante.

O clculo para instalao de pra-raios pelo Mtodo de Franklin comea

com a verificao da zona de proteo. A proteo dada por um cone cujo

vrtice corresponde extremidade superior do captor e cuja geratriz faz um

ngulo com a vertical, propiciando um raio de base do cone de valor dado

pela equao a seguir.

Onde:

Rp Raio da base do cone de proteo, em metros;

Hc Altura da extremidade do captor, em metros;

ngulo de proteo com a vertical, de acordo com a tabela de altura

do captor. Se houver mais de um captor, pode-se acrescer 10 graus ao ngulo

.

O nmero de condutores de descida dado em funo do nvel de

proteo desejado e do afastamento entre os condutores de descida.

Onde:

Ncd Nmero de condutores de descida;

Pco Permetro da construo, em metros;

Dcd Distncia entre os condutores de descida, conforme tabela a

seguir.



Mtodo de Faraday: consiste em envolver a parte superior da

construo com uma mala captora de condutores eltricos nus,

cuja distncia entre eles funo do nvel de proteo desejado.

O comprimento do mdulo deve ser menor ou igual ao fator de

multiplicao (normalmente 1,5) multiplicado pela largura do

mdulo, que dada pela tabela a seguir, de acordo com o nvel

de proteo.



indicado para edificaes com altura relativamente baixa, porm

com grande rea horizontal, no entanto, para edificaes com

altura superior a 60 metros, obrigatrio o emprego do Mtodo de

Faraday.

Recomenda-se a instalao de captores de 50cm com distncia

no superior a 8 metros entre captores. A figura a seguir mostra

um exemplo de instalao completa do Mtodo de Faraday.

Modelo Eletrogeomtrico: baseado na delimitao do volume de

proteo dos captores de um Sistema de Proteo contra

Descargas Atmosfricas, podendo ser utilizadas hastes, cabos ou



mesmo uma combinao de ambos. empregado especialmente

em estruturas de grande altura e/ou formas arquitetnicas

complexas. Tambm conhecido como mtodo das esferas

rolantes. Ao rolar a esfera fictcia sobre o solo e sobre o sistema

de proteo se delimita a regio em que ela no toque, formando

assim a zona protegida. O raio da esfera pode ser determinado a

partir da equao a seguir.

Onde:

Re Raio da esfera (em metros)

Imax Valor mximo da corrente de crista do primeiro raio

negativo (em kA)

Os valores do raio so limitados em funo do nvel de proteo

desejado, conforme tabela a seguir.



4 MATERIAIS UTILIZADOS NA INDSTRIA

4.1 Tomadas eltricas

Alm das tomadas universais 2P+T utilizadas tanto nos sistemas

prediais quanto industriais, na indstria so muito utilizadas as tomadas com IP

(grau de proteo) elevado, no apenas monofsicas, mas tambm trifsicas.

4.2 Eletrodutos

Os eletrodutos mais utilizados na rea industrial so os de PVC, os do

tipo kanalex e os em ferro galvanizado.

Eletroduto em PVC

rgido

Mais utilizados em

instalaes aparentes

ou subterrneas, em

reas pouco

propcias a choques

mecnicos

Kanalex Mais utilizados

enterrados no cho,

com ou sem

envelopamento.



Eletroduto em ferro

galvanizado

Utilizados de forma

aparente,

especialmente em

instalaes

industriais.

Os eletrodutos rgidos so montados com o auxlio das caixas de

ligao, que podem ser adquiridas de acordo com o tipo, dependendo da

necessidade do projeto, conforme pode ser verificado a seguir.



4.3 Leitos, eletrocalhas e perfilados

Nos trechos em que passam grandes quantidades de cabos, uma

soluo prtica e econmica a utilizao dos leitos e eletrocalhas. Podem

ser utilizadas nas reas internas e externas, tanto em ambientes comerciais

quanto industriais. Normalmente so galvanizadas a fogo, mas eventualmente

podem ser em PVC.

A NBR-5410 determina que a instalao s seja utilizada em

estabelecimentos industriais ou comerciais em que a manuteno seja

sistemtica e executada por pessoas advertidas ou qualificadas. Os cabos a

serem colocados em prateleiras so isolados e com cobertura. Deve haver,

acima do leito ou prateleira, espao suficiente para que sejam feitas a

instalao e a manuteno dos cabos.

Eletrocalha: via de regra, suportam menor peso do que os leitos

para cabos, podem ser no formato U ou C, a figura a seguir

mostra uma eletrocalha do tipo U.



Leito: so utilizados quando necessrio que grande peso seja

suportado. A figura a seguir mostra um leito para cabos.

Acessrios: Para conexo de leitos e eletrocalhas, existem peas

pr-fabricadas que auxiliam no processo. As figuras a seguir

mostram algumas das peas utilizadas.



4.4 Canaletas PVC

Servem para organizar os cabos dentro dos quadros eltricos,

disponveis em diversos tamanhos de largura e altura.

4.5 Disjuntores

Servem para proteo contra curto-circuito e sobrecarga.



4.6 Quadros de Distribuio

Abrigam os alimentadores e demais componentes eltricos fora e

comando.



EXERCCIOS

1) Assinale a opo correspondente a tipo ou material que no aceitvel

como eletrodo de aterramento.

a) Fita de cobre zincada

b) Canalizao metlica de gua

c) Haste de seo circular de ao zincada a quente ou inoxidvel

d) Haste de seo circular de ao revestida de cobre p

eletrodeposio

e) Tubo de cobre nu

2) Os dados nominais referentes potncia e fluxo luminoso de cinco

lmpadas so mostrados na tabela a seguir.

As duas lmpadas que apresentam as maiores eficincias luminosas,

em lm/W, so

a) I e IV

b) I e V

c) II e III

d) II e IV

e) III e V

3) O fusvel tipo NH possui elevada capacidade de interrupo, sendo

projetado para algumas faixas de corrente e apropriados para uso

industrial. Para substituir esse fusvel com maior agilidade e segurana,

apropriado utilizar:

a) Chave de fenda

b) Alicate de bico curvo

c) Punho saca-fusvel

d) Luva para extrao de fusvel



e) Tarraxa universal

4) Em relao aos disjuntores, analise as afirmativas abaixo:

I Os disjuntores termomagnticos tm atuao pelo efeito trmico,

caso o tipo de falha seja por curto-circuito;

II Os disjuntores termomagnticos tm vantagens sobre os fusveis, na

proteo contra curto-circuito, por no serem destrudos quando de uma

atuao.

III Os disparadores eletromagnticos dos disjuntores podem ser do

tipo instantneo ou temporizado.

IV Os disjuntores DR garantem a proteo contra choque eltrico,

alm da proteo contra corrente de sobrecarga e de curto-circuito.

Assinale,

a) Se apenas as afirmativas II e IV esto corretas.

b) Se apenas as afirmativas II, III e IV.

c) Se apenas afirmativas I, II e III esto corretas.

d) Se apenas as afirmativas III e IV esto corretas

e) Se todas as afirmativas esto corretas.

5) Para que o aterramento desempenhe satisfatoriamente a sua finalidade,

necessrio que sua resistncia seja a menor possvel. No caso da

resistncia desse aterramento apresentar valor elevado, preciso

melhorar o aterramento baixando esse valor. Em relao aos processos

utilizados para essa melhora, analise as afirmativas a seguir:

I Aprofundamento da haste de aterramento

II Tratamento do solo

III Aumento da quantidade de hastes em paralelo

IV Aumento da rea prpria das hastes de aterramento

Assinale:

a) Se apenas as afirmativas II e IV esto corretas

b) Se apenas as afirmativas II, III e IV esto corretas

c) Se apenas as afirmativas I, II e III esto corretas

d) Se apenas as afirmativas III e IV esto corretas

e) Se todas as afirmativas esto corretas



6) De acordo com a norma NBR-5410 Instalaes Eltricas em Baixa

Tenso, assinale a alternativa que apresenta o tipo de aterramento que

a figura a seguir ilustra:

a) Esquema de aterramento TN-S

b) Esquema de aterramento TN-C

c) Esquema de aterramento TN-C-S

d) Esquema de aterramento IT

e) Esquema de aterramento TR

7) O diagrama unifilar de acionamento de uma lmpada, ilustrado na figura

a seguir, representa um:

a) Acionamento via dois interruptores intermedirios e um paralelo

b) Acionamento via dois interruptores paralelos e um intermedirio

c) Acionamento via dois interruptores paralelos e um rel

d) Acionamento por trs interruptores simples

e) Acionamento por dois interruptores simples e um paralelo

8) Existe um conceito de luminotcnica que exprime a relao entre a

intensidade luminosa com a qual irradia, em uma direo determinada,

uma superfcie elementar contendo um ponto dado e a rea aparente



desta superfcia para uma direo considerada, quando esta rea tende

para zero, sendo sua unidade expressa em candela por metro quadrado.

Assinale a alternativa que apresenta corretamente o nome desse

conceito:

a) Luminncia

b) Emitncia

c) Fluxo Luminoso

d) Eficincia Luminosa

e) Intensidade Luminosa

9) Qual o nvel de iluminamento mdio, segundo a NBR 5413, indicado

para salas de aulas?

a) 150 lux

b) 200 lux

c) 300 lux

d) 350 lux

e) 500 lux

10)Um escritrio comercial apresenta os seguintes dados:

- Comprimento do ambiente = 8 metros;

- Largura do ambiente = 5 metros;

- P direito do ambiente = 2,8 metros

- Altura de suspenso da luminria = 0 metros;

- Plano de trabalho visual = 0,8 metros;

- Fluxo luminoso da lmpada fluorescente = 2.700 lm;

- Fator de utilizao da luminria = 0,62;

- Fator de perdas luminosas = 0,8.

O nmero de luminrias para duas lmpadas fluorescentes necessrias

para iluminar corretamente este ambiente :

a) 4

b) 6

c) 8

d) 10

e) 12

11)A norma tcnica brasileira que cuida da especificao dos sistemas de

proteo contra descargas atmosfricas (SPDA) a:



a) NBR-5413

b) NBR-5410

c) NBR-5415

d) NBR-5419

e) NBR-5440

12)Com relao a sistemas de iluminao, assinale a alternativa correta:

a) A lmpada multivapor metlica usada principalmente em

iluminao de vias pblicas, possui um pssimo ndice de

reproduo de cor

b) A lmpada vapor de sdio de alta presso possui uma reproduo

de cor melhor do que a lmpada vapor de mercrio

c) A lmpada vapor de sdio de alta presso possui uma eficincia

energtica melhor do que a lmpada vapor de mercrio

d) A lmpada vapor de mercrio possui uma reproduo de cor

melhor do que a lmpada multivapor metlica

e) A lmpada mista a que apresenta a melhor eficincia energtica

para iluminao de reas externas

13)A norma brasileira fixa quantos nveis de proteo para os sistemas de

proteo contra descargas atmosfricas (SPDA)?

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

14)Qual o espaamento mdio para os condutores de descida no naturais

para os sistemas de proteo contra descargas atmosfricas (SPDA),

recomendado pela norma brasileira?

a) 30

b) 25

c) 20

d) 15

e) 10

15)Qual o tipo de lmpada mais adequada e eficiente para ser usada em

projetos de iluminao de reas externas que exijam uma boa

reproduo de cor?



a) Vapor de sdio de alta presso

b) Vapor de sdio de baixa presso

c) Vapor multimetlica de alta presso

d) Vapor multimetlica de baixa presso

e) Fluorescentes eletrnicas

16)Segundo a norma NBR-5410, a infraestrutura de aterramento em

instalaes de baixa tenso admite o uso de eletrodos do tipo

a) Hastes de seo circular de grafite com resistncia mecnica

adequada

b) Canalizaes metlicas de distribuio de gua

c) Canalizaes metlicas de distribuio de GLP

d) Armaduras metlicas embutidas no concreto das fundaes

(armaduras de ao das estacas, dos blocos de fundao e vigas

baldrames)

e) Tubo de PVC, preenchido por soluo salina de alta densidade.

17)De acordo com a NBR 5410, no que diz respeito a eletrodutos, a mesma

veda o uso de produtos que sejam caracterizados por seus fabricantes

como:

a) Eletrodutos rgidos

b) Eletrodutos flexveis

c) Eletrocalhas

d) Mangueiras

18)Para programao de CLPs da atual gerao foram utilizados

programas que contemplam escalonamento de tarefas e tratamento de

interrupes, contudo, podemos afirmar que os programas mantm a

caracterstica da linguagem de diagrama de:

a) Sequncia

b) Sensores

c) Rels

d) Transdutores

19)Com relao a aspectos de automao eltrica correto afirmar que os

CLPs:



a) So dispositivos que, por meio da aplicao de programas

dedicados, possibilitam alteraes rpidas na forma de operao

das mquinas e equipamentos

b) No substituem contactores e chaves comutadoras num processo

de comando de mquinas

c) So alimentados somente com tenso de corrente alternada

d) Trabalham somente com memrias RAM, PROM e ROM

20)De acordo com a NBR 5419, a menor seco para um condutor de cobre

que faa parte de um sistema de aterramento de um SPDA deve ter a

seguinte bitola:

a) 25mm

b) 35mm

c) 50mm

d) 70mm

21)Conforme a norma NBR 5410/2004, as dimenses internas dos

eletrodutos e respectivos acessrios de ligao devem permitir instalar e

retirar facilmente os condutores, ou cabos, aps a instalao dos

eletrodutos e acessrios. Para isso, necessrio que no haja trechos

contnuos (sem interposio de caixas ou equipamentos), retilneos, de

tubulao maiores que:

a) 5m

b) 10m

c) 15m

d) 20m

22)De acordo com a norma NBR 5410:2004, a proteo contra

sobretenses transitrias em linhas de energia deve ser feita pelos:

a) dispositivos de proteo contra surtos (DPSs)

b) fusveis

c) disjuntores termomagnticos

d) disjuntores diferenciais residuais (DRs)

23)De acordo com a NBR 5419 Em relao Proteo de Estruturas

Contra Descargas Atmosfricas correto afirmar:



1- O sistema externo de proteo contra descargas atmosfricas composto pelos subsistemas: Captores, Condutores de descida e Aterramento. 2- Os captores podem ser formados pela combinao de hastes e cabos esticados. 3- Os pilares metlicos da estrutura podem ser utilizados como condutores de descida naturais. 4- Sistemas de aterramento distintos no devero ser interligados. O correto est em:

a) 1, 2 e 3, apenas

b) 2, 3 e 4, apenas

c) 1 e 4, apenas

d) 1, 2, 3 e 4

24)De acordo com a NBR 5410:2004 os dispositivos capazes de prover,

simultaneamente, proteo contra correntes de sobrecarga e correntes

de curto-circuito so:

a) Rels e Disjuntores

b) Rels e Fusveis

c) Chaves e Disjuntores

d) Disjuntores e Fusveis

25)Em relao ao dimensionamento da bitola dos condutores e o dispositivo

de proteo de um circuito, sabemos que:

IB Corrente de projeto do circuito. IZ Capacidade de conduo de corrente dos condutores. IN Corrente nominal do dispositivo de proteo. A fim de que se tenha a coordenao entre condutores e dispositivo de proteo correto afirmar:

a) IN IB IZ

b) IZ IB IN

c) IB IN IZ

d) IZ IN IB

26)O mtodo de Wenner para leitura de resistividade do solo utiliza um

terrmetro, no qual so conectados em seus terminais:

a) 3 hastes de medio, sendo duas de corrente e uma de potencial



b) 3 hastes de medio, sendo uma de corrente e duas de potencial

c) 4 hastes de medio, sendo duas de corrente e duas de potencial

d) 2 hastes de medio, sendo uma de corrente e uma de potencial

27)Em relao a NBR 5410:2004, no que diz respeito ao condutor neutro,

verdadeiro afirmar que o (a):

a) condutor neutro pode ser comum at trs circuitos

b) condutor neutro de um circuito monofsico deve ter a mesma

seo do condutor fase

c) seo do condutor neutro em circuitos trifsicos ser sempre

metade da seo do condutor fase

d) taxa de terceira harmnica e seus mltiplos no influenciam no

dimensionamento do condutor neutro



REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

ABNT. NBR-5410: instalaes eltricas de baixa tenso. 2005.

ABNT. NBR-5419: proteo de estruturas contra descargas

atmosfricas. 2005.

CAPELLI, Alexandre. Aterramento eltrico. Revista Saber Eletrnica, n

329. 2000.

COTRIM, Ademaro A. M. B. Instalaes eltricas. Editora Pearson:

2003. 4 edio.

CREDER, Hlio. Instalaes eltricas. Editora LTC: 2012. 15 edio

ELEKTRO e PIRELLI. Instalaes eltricas residenciais. 2003

KINDERMANN, Geraldo. CAMPAGNOLO, Jorge M. Aterramento

eltrico. Clube dos Editores: 1995. 3 edio.

LEGRAND. Catlogo de produtos e sistemas.

LIMA Filho, Domingos Leite. Projetos de instalaes eltricas prediais.

Editora rica: 2007. 11 edio.

MAMEDE Filho, Joo. Instalaes eltricas industriais. Editora LTC:

2007. 7 edio.

MAMEDE Filho, Joo. Manual de equipamentos eltricos. Editora LTC:

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MOPA. Catlogo de canais para fios e cabos.

MORENO, Hilton. COSTA, Paulo F. Aterramento eltrico. PROCOBRE

Instituto Brasileiro do Cobre.

NISKIER, Julio. Manual de instalaes eltricas. Editora LTC: 2010.

WETZEL. Catlogo de produtos.

Fotos: acervo prprio.



Questes: provas de concurso pblico para as reas de eletrotcnica e

engenharia eltrica.

Instalações Elétricas_Projeto industrial (Etapa 2)

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