Projetos Elétricos 1 - Corrigido

ENGENHARIA ELÉTRICA

PROJETOS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

Julio Cesar Guimarães

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Conteúdo 1 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

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

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8 Referência Bibliográfica 77

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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.

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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)

220 (230)

120 208 240 277

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 IN) Nos fusíveis limitadores de corrente, devido às elevadas sobrecorrentes que ocorrem num curto-

circuito, 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 curto-circuito, 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 curto-circuito; 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);

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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 nominal (A)

Tipo Tamanho Conf. DIN 49515

Rosca Código de cor Embalagem (peças)

Peso (kg)

2 4 6 10 16 20 25

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

DII

E27

Rosa Marrom Verde Vermelho Cinzento Azul Amarelo

50

2,6 2,6 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1

35 50 63

5SB4 11 5SB4 21 5SB4 31

DIII

E3

Preto Branco Cobre

50

5 5,1 5,4

80 100

5SC2 11 5SC2 21

DIV H R1 1/4" Prata Vermelho

20 11 11

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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.


Tipo Tamanho Conf. DIN 49515

Rosca Código de cor

Embalagem (peças)

Peso 100 peças aprox. (Kg)

16 5SD4 20 DII

E27

Cinzento 25

2,8 20 5SD4 30 Azul 2,9 25 5SD4 40 Amarelo 3,1 35 5SD4 50

DIII E33

Preto 25

5 50 5SD4 60 Branco 5,1 63 5SD4 70 Cobre 5,4 80 5SD5 10 DIV H R1 1/4" Prata 10 11

100 5SD5 20 Vermelho 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

nominal (A) Tipo Tamanho

conf. DIN 49522

Rosca Código de cor

Embalagem (peças)

Peso 100 peças aprox. (Kg)

2 4 6 10 16

5SE2 002 5SE2 004 5SE2 006 5SE2 010 5SE2 016

D 01

E 14

Rosa Marrom Verde Vermelho Cinzento

50

0,6 0,6 0,6 0,6 0,7

20 25 35 50 63

5SE2 020 5SE2 025 5SE2 035 5SE2 050 5SE2 063

D 02

E 18

Azul Amarelo Preto Branco Cobre

50

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)

Tamanho conforme DIN 43620

Embalagem (peças)

Peso unitário (Kg)

3NE4 201 32 1 03 0,41 3NE4 202 40 3NE4 217 50 3NE4 218 63 3NE4 220 80 3NE4 221 100 3NE4 222 125 3NE4 224 160 3NE4 327 (-6) 250 2 03 0,70 3NE4 330 (-6) 315 3NE4 333 (-6) 450 3NE4 334 (-6) 500 3NE4 337 (-6) 710

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 nominal (A)

Tipo Tamanho Corrente nominal (A)

Tipo

000 6 10 16 20 25 32 40 50 63

3NA3 801 3NA3 803 3NA3 805 3NA3 807 3NA3 810 3NA3 812 3NA3 817 3NA3 820 3NA3 822

1 40 50 63 80 100 125 160 200 224 250

3NA3 117 3NA3 120 3NA3 122 3NA3 124 3NA3 130 3NA3 132 3NA3 136 3NA3 140 3NA3 142 3NA3 144 00 80

100 125 160

3NA3 824-Z3NA3 830-Z3NA3 832 3NA3 836

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Tamanho Corrente

nominal (A)


Tipo

2 224 250 315 355 400

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

3 400 500 630

3NA3 360 3NA3 365 3NA3 372

Tamanho Corrente nominal (A)

Tipo

4 800 1000 1250

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;

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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, 380VFF, 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:

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-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 .

13

Montante

F1 Jusante

F2 1250A 800A 1000A 630A 800A 500A 630A 400A 500A 315A 400A 250A 315A 200A 250A 160A 200A 125A 160A 100A 125A 80A 100A 63A 80A 50A 63A 40A 50A 32A 40A 25A 32A 20A 25A 16A 20A 10A 16A 6A 10A 4A (1) 6A 2A (1)

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.

F1

F2

14

1.15.1 Seletividade entre Fusíveis Diazed

Montante F1

Jusante F2

100A 63A 80A 50A 63A 35A 50A 25A 35A 20A 25A 16A 20A 10A 16A 6A 10A 4A 6A 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.

4- Dimensione os fusíveis (inclusive o fusível geral) para urn circuito que alimenta os seguintes

motores: - 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.

15

Carecterísticas dos motores elétricos

Potência Nominal

Corrente Nominal

Rotação Cos Potência Ativa

Conjugado Nominal

Relação Ip/In

Relação Cp/Cn

Rendi- mento

Momento de inércia

Tempo (s) rotor

bloqueado cv 220V 380V rpm - kW mkgf - - % Kgm2 Trb

Motores de II pólos 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

0,7 2,2 4,0 5,5 7,5

11,0 15,0 18,5 22,0 30,0 37,0 45,0 55,0 75,0 90,0

110,0

0,208 0,619 1,020 1,540 2,050 3,070 3,970 4,960 5,960 7,970 9,920

11,880 14,840 19,720 24,590 29,460

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 Motores de IV pólos

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

0,7 2,2 4,0 5,5 7,5

11,0 15,0 18,5 22,0 30,0 37,0 45,0 55,0 75,0 90,0

110,0 132,0 150,0 160,0 185,0 220,0 280,0 355,0 450,0

0,42 1,23 2,07 3,10 4,11 6,12 7,98 9,97

11,97 15,96 19,95 23,87 29,75 39,67 49,31 59,17 70,81 80,00 86,55 95,35

118,02 149,09 186,55 235,37

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

Potência Nominal

Corrente (220 V)

Veloci-dade

cos (a

100%)

Relação In/In

Relação Cp/Cn

Conjugado Rendi-mento

Mom. de inércia Nominal Cm/Cn

cv kW A rpm - - - mkgf - % - 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

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

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

IV pólos 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

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

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

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.

16

TRANSMISSÃO À CORREIA

2

112 n.03,1

n.dd

100.19

n.d

100.19

n.dV 2211

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

17

d.S.V.4P

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 kW

0,736 1,36

kW CV

Fusíveis NH

Tamanho Corrente

nominal (A)




Tipo

00 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160

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 40 50 63 80 100 125 160 200 224 250

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

2 224 250 315 355 400

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

3 400 500 630

3NA3 360 3NA3 365 3NA3 372

Tamanho Corrente

nominal (A)

Tipo Bases Punhos

4 800 1000 1250

3NA3 475 3NA3 480 3NA3 482


Tipo 3NX1 011 Corrente nominal (A)

Tipo

160 250 400 630 1250

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

6 a 1250 6 a 1250

3NX1 011 3NX1 012 com luva

Fusíveis DIAZED




Tipo 1)

2 4 6 10 16 20 25

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

35 50 63

5SB4 11 5SB4 21 5SB4 31

80 100

5SC2 11 5SC2 21

1) somente para reposição

17

Bases Tampas Parafusos de Ajuste Fixação Corrente

nominal (A)

Tipo Para bases de: (A)


Tipo

Por parafusos

2 a 25 5SF1 024 25 5SH1 12 2 4 6 10 16 20 25 35 50 63

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

35 a 63 5SF1 224 63

5SH1 13

Rápida por engate em termoplás-tico

2 a 25 5SF1 002-B Anéis de proteção 35 a 63 5SF1 202-B Para

bases de: (A)

Tipo

Rápida por engate em chapa de aço

2 a 25 5SF1 005 25 5SH3 32 35 a 63 5SF1 205 63 5SH3 34

Coberturas unipolares Chave parafusos de ajuste Trilho suporte

Para bases de (A)

Tipo Para parafusos de ajuste de (A)

Tipo Tamanho e comprimento

Tipo

25 5SH2 02 35 x 7,5 mm 2 metros

5ST0 141 63 5SH2 22 2 a 63

5SH3 700-B

Secionadores – fusíveis tripolares 3NP Manobra sob carga

Corrente nominal de serviço/e

Tipo Proteção de

curto-circuito Fusíveis máximos NH (tamanho) (A)

Dimensões (mm)

AC-21 500V (A)

AC-22 500V (A)

AC-23 380V (A)

500V (A)

L

H

P

160 160 125 80 3NP40 80-0CA00 00 160

108 172 88

250 250 250 200 3NP42 90-0CA00 1 250

185 255 115

Secionadores – fusíveis tripolares 3NN Manobra em vazio

Corrente nominal de serviço /e AC-20 500V (A)

Tipo Proteção de curto-circuito Fusíveis Máximos NH (tamanho) (A)

Dimensões (mm)

L H P 400 3NN0 400 2

400 282 310 145

630 3NN0 630 3 630

282 310 160

18

Secionadores tripolares S32 Manobra sob carga


Tipo 1) Proteção de curto-circuito Fusíveis máximos NH (tamanho) (A)

Dimensões (mm)

AC-21 500V (A)

AC-22 500V (A)

AC-23 380V (A)

500V (A)

L

H

P

160 160 102 65 S32- 160/3 160 158 122 127 250 250 139 79 S32- 250/3 250 205 135 145 400 400 190 158 S32- 400/3 400 205 147 145 630 630 382 317 S32- 630/3 630 293 192 215 1000 1000 447 425 S32- 1000/3 1000 293 203 215 1250 1250 870 685 S32- 1250/3 1250 385 280 230 1600 1250 870 685 S32- 1600/3 - 385 360 230

Secionadores tripolares com porta-fusíveis S37 Manobra sob carga


Tipo 1) Proteção de curto-circuito Fusíveis Máximos DIAZED e NH (tamanho) (A)

Dimensões (mm)

AC-21 500V (A)

AC-22 500V (A)

AC-23 380V (A)

440V (A)

500V (A)

L

H

P

63 63 63 63 63 S37- 63/3 DII 63

158 135 172

125 125 125 125 64 S37- 125/3 00 125

158 135 212

160 160 160 160 160 S37- 160/3 00 160

205 150 212

250 250 250 250 250 S37- 250/3 1 250

293 200 328

400 400 400 375 310 S37- 400/3 2 400

293 200 328

630 630 630 630 630 S37- 630/3 3 630

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.

19

Corrente Alternada

Aplicações

AC1 Cargas pouco indutivas ou não indutivas (ex: fornos de resistências). AC2 Partida de motores em anel (com ou sem frenagem por contra-corrente). AC3 Partida de motores de indução tipo gaiola. Desligamento do motor em condições

normais. AC4 Partida de motores de indução tipo gaiola. Manobras de ligação intermitente, frenagem

por contra-corrente e reversão.

Corrente Contínua

Aplicações

DC1 Manobras de circuitos de corrente contínua, que no momento da interrupção se manifesta uma auto-indução.

DC2 Manobras de motores de corrente contínua. DC3 Manobras de motores de corrente contínua, excitação paralela, com frenagem por

contra-corrente e motores que sofram interrupção no circuito no momento da partida. DC4 Manobras de motores de corrente contínua, excitação série em funcionamento normal. DC5 Manobras de motores de corrente contínua, excitação série com frenagem por contra-

corrente. 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 estrela- triângulo, 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 3 vezes menor que a corrente de linha. Possibilidade de ligação de motores de indução através de chave estrela-triângulo

Ligação dos enrolamentos (V)

Tensão de Alimentação (V)

Partida com chave estrela-triângulo

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

220 380 220 380 440 380 220 380 440

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;

- Ligação Estrela

Uf = 3

U

If = I

- Ligação Triângulo

Uf = U

If = 3

I

20

- 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):

Onde: Inc = corrente nominal do contador (A);

Inm = corrente de linha nominal do motor (A);

- o contator C2 (conecta o motor em estrela):

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: Inc ≥ K2 * Inm onde: k = fator multiplicador; - dimensionamento de C3: Inc ≥ (k – k2) * Inm

Os valores de k são determinados em função do tap do autotransformador conectado ao motor:

TAP do autotrafo Valor de k 80% da tensão nominal 0,80 65% da tensão nominal 0,65 50% da tensão nominal 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 (fs) 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;

Inc ≥ 3

Inm

Inc ≥ 0,333 * Inm

21

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 In = 13,7 A b) dimensionamento do contator: Inc ≥ In Inc ≥ 13,7 A, logo: contator 3TB44 17-0A G1 SIEMENS c) corrente de ajuste do relê térmico: sabendo que fs = 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):

A9,8Inc3

4,15Inc

3

InInc

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

A96,29,8*333,0In*333,0Inc -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 fs = 1,35 a corrente de ajuste será:

A25,194,15*25,1Iaj

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

22

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:

A1,101IncInInc - o contato C1 será 3TF50 22 - OA N1, SIEMENS. b) dimensionamento do contator C2:

A72,65Inc1,101*65,0In*KInc 2 - o contator C2 será 3TF48 22 - OA N1, SIEMENS c) dimensionamento do contator C3:

A76,271,101*)65,065,0(In*)KK(Inc 22

- 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 fs = 1,20 a corrente de ajuste será:

A38,1261,101*25,1Iaj

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, fs = 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, fs = 1,20, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 110V e partida estrela- triângulo. 04- Calcule os contatores e o relê térmico adequados para um motor trifásico, 125cv, IV pólos, 380V, fs = 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, fs= 1,25, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 110V e partida estrela-triângulo. 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, fs = 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, fs = 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, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria At3, tensão de comando de 110V e partida compensada.

23

10- Dimensione os fusíveis, contatores e relê térmico para um motor trifásico, 3Ocv, IV pólos, 380V, fs = 1,15, regime de trabalho conforme categoria AC3, tensão de comando de 220V e partida estrela- triângulo. Diagrama de Ligação dos Contatores Tripolares 3TB/3TF (Cortesia Siemens)

24

Consumo de Bobinas*

Contator

60Hz 50Hz Ligação Permanente Ligação Permanente (VA) (VA) (VA) (VA) (cos ) (cos ) (cos ) (cos )

3TB40 3TB41

87 12 68 10 0,79 0,3 0,82 0,29

3TB42 3TB43

87 12 69 10 0,79 0,3 0,82 0,29

3TB44 95 12 69 10 0,79 0,3 0,86 0,29

3TF46 3TF47

233 21 183 17 0,54 0,29 0,6 0,29

3TF48 410 39 330 32 0,4 0,24 0,5 0,23

3TF50 680 48 550 39 0,4 0,25 0,45 0,24

3TF52 1090 70 910 58 0,31 0,28 0,38 0,26

3TF54 1710 105 1430 84 0,26 0,27 0,34 0,24

3TF55 1710 105 1430 84 0,26 0,27 0,34 0,24

3TF56 2960 146 2450 115 0,18 0,33 0,21 0,33

3TF57 1700 49 1700 49 - 0,19 - 0,19

3TB58 900 110 900 110 0,8 0,6 0,8 0,6

*Bobinas no estado frio e com tensão de comando nominal 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) Cobre(Cu) Mais leve Mais pesado

Conduz menos Conduz mais Menor preço Maior preço Seção maior Seção menor

Oxidação maior Oxidação menor Maior resistência mecânica 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:

Utilização do circuito Seção mínima (mma) Iluminação e TUG’s (110W) 1,5

TUG’s coz., área de serviço e garagem (600W)

2,5

TUE (micro-ondas, chuveiro, etc.) 2,5 Circuitos de força 2,5

Circuitos de comando 1,0 3.2-Dimensionamento pelo Critério da Ampacidade

25

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: .f

np cos.U

PI

- circuito bifásico: .

np cos.U

PI

- circuito trifásico .

np

cos.3.U

PI

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 (lp’) em função dos condutores

adjacentes e da temperatura de trabalho:

FCA*FCT

I'I p

p

Onde: Ip': corrente de projeto corrigida (A);

Ip: corrente de projeto (A); FCA: fator de correção de agrupamento; FCT: fator de correção de temperatura.

TemperaturaC°

Isolação PVC 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.

26

Tipo de isolação Temperatura máxima

para serviço contínuo (Condutor) - °C

Temperatura limite de sobrecarga (Condutor) - °C

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

Cloreto de polivinila (PVC) 70 100 160 Borracha etileno-propileno (EPR) 90 130 250 Polietileno-reticulado (XLPE) 90 130 250 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 mm2) 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)

A10,11492,0*9,0*3*220

3600

cos*3*U

PI

.

np

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).

Nfases

NelNcirc

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:

27

3

16Ncirc ~ 5 circuitos

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

A30,2026,0*94,0

10,114

FCA*FCT

I'I p

p

f) seção do(s) condutor(es) (mm2): - pela tabela 3.13, coluna B, 3 condutores carregados obtemos o cabo de 95mm2. O condutor neutro é obtido pela tabela 3.20 e será 50mm2 e o condutor de proteção (terra), pela tabela 3.21, será 50mm2. 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)

28

Disposição dos cabos Fatores de Correção

Número de Circuitos ou Cabos Multipolares 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 >=16

Agrupados sobre uma superfície ou contidos em eletrodutos, calha ou bloco aveolado

1 0,8 0,7 0,65 0,6 0,55 0,55 0,5 0,5 0,5 0,45 0,45 0,4

Camada única em parede ou piso

Contíguos 1 0,85 0,8 0,75 0,75 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,65 Espaçados 1 0,95 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

Camada única ou teto

Contíguos 0,95 0,8 0,7 0,7 0,65 0,65 0,65 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,55 Espaçados 0,95 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 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.

Iluminação Outros UsosA – Instalações alimentadas diretamente por um ramal de baixa tensão, a partir de uma rede de distribuição pública de baixa tensão.

4% 4%

B – Instalações alimentadas por subestação de transformação ou transformador, a partir de uma instalação de alta tensão.

7% 7%

C – Instalações que possuam fonte própria.

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.

Faixas

Sistemas Diretamente Aterrados Sistemas não Diretamente

Aterrados

Corrente Aterrada Corrente Contínua Corrente Alternada

Corrente Contínua

Entre fase e terra

Entre fases Entre pólo e

terra Entre pólos Entre fases Entre pólos

I U < 50 U < 50 U < 120 U < 120 U < 50 U < 120 II 50< U< 600 50 < U < 1000 120 < U < 900 120 < U < 1500 50 < U < 1000 120 < U < 1500

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

29

Equivalência Prática AWG/MCM x Série Métrica Considerando PVC/60°C x PVC/70°CPVC/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

Características dos Cabos de Alumínio

Con

duto

res

de c

obre

eq

uiv

alen

te

(mm

2) Peso – (Kg/Km)

Condutores de Alumínio

Seção (mm2) Fios Cabos CA (Alumínio)

Cabos CAA (Alumínio com alma de aço)

1 2,71 2,96 -- 0,75 1,5 4,05 4,30 -- 1 2,5 6,76 7,08 -- 1,5 4 10,81 11,32 -- 2,5 6 16,22 16,88 -- 4

10 27,03 27,90 41,02 6 16 43,25 44,78 65,16 10 25 67,58 70,10 101,81 16 35 94,61 97,97 122,22 25 50 -- 139,13 204,54 35 70 -- 195,63 285,27 50 95 -- 265,93 388,00 70

120 -- 333,40 486,10 95 150 -- 416,89 609,59 95 185 -- 513,78 752,03 120 240 -- 669,27 976,53 150 300 -- 833,65 1.217,58 185 400 -- 1.114,03 1.524,63 240 500 -- 1.391,58 1.903,16 300 630 -- 1.749,54 2.380,28 400 800 -- 2.224,08 3.024,72 500

1.000 -- 2.790,59 -- 630 Tabela 3.7 – Características dos Cabos de Alumínio

30

Ref. Descrição A 1 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto embutido em parede termicamente isolante

2 Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em parede isolante. 3 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em letroduto contido em canaleta fechada.

B 1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente. 2 Condutores isolados ou cabos unipolares em calha. 3 Condutores isolados ou cabos unipolares em moldura. 4 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabos multipolares em eletroduto contido em canaleta aberta ou ventilada. 5 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto embutido em alvenaria. 6 Cabos unipolares ou cabo multipolar contido(s) em blocos alveolados.

C 1 Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente fixados em parede ou teto. 2 Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em alvenaria. 3 Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta aberta ou ventilada. 4 Cabo multipolar em eletroduto aparente. 5 Cabo multipolar em calha

D 1 Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo. 2 Cabos unipolares ou cabo multipolar enterrado(s) (diretamente) no solo. 3 Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta fechada.

E - Cabo multipolar ao ar livre. F - Condutores isolados e cabos unipolares agrupados ao ar livre. G - Condutores isolados e cabos unipolares espaçados ao ar livre. H - Cabos multipolares em bandejas não perfuradas ou em prateleiras. J - Cabos multipolares em bandejas perfuradas. K - Cabos multipolares em bandejas verticais perfuradas. L - Cabos multipolares em escadas para cabos ou em suportes. M - Cabos unipolares em bandejas não perfuradas ou em prateleiras. N - Cabos unipolares em bandejas perfuradas. P - Cabos unipolares em bandejas verticais perfuradas. Q - 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: 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.

pI*

U*eVunit

[V/A . Km]

31

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:

32

a) forma de instalação dos cabos (consulte a tabela 3.8): maneira B-5; b) material do eletroduto: PVC não magnético; c) tipo do circuito: trifásico d) corrente de projeto (Ip): 114,10A (calculada no exemplo 1); e) comprimento do trajeto: 6Om O,060km; f) isolação do condutor: PVC; g) tensão nominal do circuito: 220VFF h) 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:

Km.A/Km64,010,114*06,0

220*02,0

I*

U*eVunit

p

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 70mm2 Conclusão:

- pelo método da ampacidade obtemos um cabo de 95mm2, porém pelo critério da queda de tensão obtemos o cabo de 70mm2. Portanto, utilizaremos o maior cabo que será de 95mm2 para as fases. Pela tabela 3.20 verificamos a bitola do condutor neutro que, neste caso, pode ser 5Omm2. O condutor de proteção (terra) é obtido pela tabela 3.21 e será de seção 50mm2. 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 <p = 0,90. O isolamento dos cabos é de EPR, instalados em eletroduto de PVC rígido embutido em alvenaria, temperatura de trabalho de 35°C.

33

Seção

Nominal (mm2)

Cabos Unipolares Cabos Tripolares Cabos Quadripolares

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)

Seção

Nominal (mm2)

Cabos unipolares Cabos Tripolares Cabos Quadripolares

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)

34

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.

Seções Nominais

(mm2)

Maneiras de instalar A B C D

2 condutores carregados








Cobre 1,0 15 13,5 18 16 19 17 21 17,5 1,5 19 17 23 20 24 22 26 22 2,5 26 23 31 27 33 30 34 29 4 35 31 42 37 45 40 44 37 6 45 40 54 48 58 52 56 46

10 61 54 74 66 80 71 73 61 16 81 73 100 89 107 96 95 79 25 106 95 133 117 138 119 121 101 35 131 117 164 144 171 147 146 122 50 158 141 198 175 210 179 173 144 70 200 179 254 22 269 229 213 178 95 241 216 306 269 328 278 252 211

120 278 249 354 312 282 322 287 240 150 318 285 412 367 441 371 324 271 185 362 324 470 418 506 424 363 304 240 424 380 553 492 599 500 419 351 300 486 435 636 565 693 576 474 396

Alumínio 10 48 43 58 52 62 57 56 47 16 64 58 79 71 84 76 73 61 25 84 76 105 93 101 90 93 78 35 103 94 131 116 126 112 112 94 50 125 113 158 140 154 136 132 112 70 158 142 200 179 198 174 163 138 95 191 171 242 216 241 211 193 164

120 220 197 281 250 280 245 220 186 150 253 226 321 286 324 238 249 210 185 288 256 366 327 371 323 279 236 240 338 300 430 384 439 382 321 272 300 387 345 495 442 507 440 364 308

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.

35

Condutores e cabos isolados de PVC, cobre ou alumínio; 2 e 3 condutores carregados; Temperatura no condutor

Seções Nominais

(mm2)

Maneiras de instalar A B C D









Cobre 1,0 11 10,5 13,5 12 15 13,5 17,5 14,5 1,5 14,5 13 17,5 15,5 19,5 17,5 22 18 2,5 19,5 18 24 21 26 24 29 24 4 26 24 32 28 35 32 38 31 6 34 31 41 36 46 41 47 39

10 46 42 57 50 63 57 63 52 16 61 56 76 68 85 76 81 67 25 80 73 101 89 112 96 104 86 35 99 89 125 111 138 119 125 103 50 119 108 151 134 168 144 148 122 70 151 136 192 171 213 184 183 151 95 182 164 232 207 258 223 216 179

120 210 188 269 239 299 259 246 203 150 240 216 309 275 344 294 278 230 185 273 248 353 314 392 341 312 257 240 320 286 415 369 461 403 360 297 300 367 328 472 420 530 464 407 336

Alumínio 10 36 32 44 39 49 44 48 40 16 48 43 59 53 66 59 62 52 25 63 57 79 69 83 73 80 66 35 77 70 98 86 103 91 96 80 50 93 84 118 105 125 110 113 94 70 118 107 150 133 160 140 140 117 95 142 129 181 161 195 170 166 138

120 164 149 210 186 226 197 189 157 150 189 170 241 215 261 227 213 178 185 215 194 274 246 298 259 240 200 240 252 227 323 289 352 305 277 230 300 289 261 361 332 406 351 313 260

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.

36

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

Seções Nominais

(mm2)

Cabos bipolares

Cabos Tripolares e Tetrapolares

2 cond. Isolados ou 2 cabos unipolares

3 cond. isol.ou cabos unipolares em trifólio

3 condutores isolados ou 3 cabos unipolares

1 2 3 4 5 6 7 COBRE

1,5 26 23 27 21 22 30 25 2,5 36 32 37 29 31 41 35 4 49 42 50 40 42 56 48 6 63 54 65 52 55 73 63

10 86 75 90 74 77 101 88 16 115 100 121 101 105 137 120 25 149 127 161 135 141 182 161 35 185 157 200 169 176 226 201 50 225 192 242 207 215 275 246 70 289 246 310 268 279 353 318 95 352 298 377 328 341 430 389

120 410 346 437 382 395 500 454 150 473 399 504 443 462 577 527 185 542 456 575 509 531 661 605 240 641 538 679 604 631 781 719 300 741 620 783 699 731 902 833

ALUMÍNIO 10 67 58 66 56 58 75 65 16 91 77 90 76 79 103 80 25 108 97 121 103 107 138 122 35 135 120 150 129 135 172 153 50 164 147 184 159 165 310 188 70 211 187 237 209 215 351 246 95 257 227 289 253 264 332 300

120 300 263 337 296 308 387 351 150 346 302 389 343 358 448 408 185 397 346 447 395 413 515 470 240 470 409 530 471 492 611 561 300 543 471 613 547 571 708 652

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

37

Maneiras de Instalar Cabos Multipolares Cabos Unipolares E E F F F G G

Seções Nominais

(mm2)

Cabos bipolares

Cabos Tripolares e Tetrapolares

2 cond. Isolados ou 2 cabos unipolares

3 cond. isol.ou cabos unipolares em trifólio

3 condutores isolados ou 3 cabos unipolares

1 2 3 4 5 6 7 COBRE

1,5 22 18,5 23 19 19 26 22 2,5 30 25 31 26 26 35 30 4 40 34 42 35 36 47 41 6 51 43 53 45 46 60 52

10 70 60 71 60 62 81 70 16 94 80 95 81 83 108 94 25 119 101 131 110 114 146 130 35 148 126 162 137 143 181 162 50 181 153 196 167 174 219 197 70 232 196 251 216 225 281 254 95 282 238 304 364 275 341 311

120 328 276 352 307 320 396 362 150 379 319 406 356 371 456 419 185 434 364 463 407 426 521 480 240 513 430 546 482 504 615 569 300 594 497 629 556 582 709 659

ALUMÍNIO 10 54 45 54 46 47 62 54 54 73 61 73 62 65 84 73 25 89 78 98 84 87 112 99 35 111 96 122 105 109 139 124 50 135 117 149 128 133 169 152 70 173 150 192 166 173 217 196 95 210 182 253 203 212 265 241

120 244 212 273 237 247 308 282 150 282 245 316 274 287 356 326 185 322 280 363 315 330 407 376 240 380 330 430 375 392 482 447 300 439 381 497 434 455 557 519

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)

Nula 1 diâmetro de

cabo 0,125m 0,25m 0,5m

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

38

a) Cabos multipolares em eletrodutos; 1 cabo por eletroduto. Número de Circuitos

Espaçamento entre Dutos (A) (a) Nulo 0,25m 0,5m 1,0m

2 0,85 0,90 0,95 0,95 3 0,75 0,85 0,90 0,95 4 0,70 0,80 0,85 0,90 5 0,65 0,80 0,85 0,90 6 0,60 0,80 0,80 0,90

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

Espaçamento entre Dutos (A) (a)

Nulo 0,25m 0,5m 1,0m

2 0,80 0,90 0,90 0,95 3 0,70 0,80 0,85 0,90 4 0,65 0,75 0,80 0,90 5 0,60 0,70 0,80 0,90 6 0,60 0,70 0,80 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 ou

prateleiras

H

Nº de bandejas prateleiras ou

camadas de suportes

Número de Cabos

1 2 3 4 5 6

1 0,95 0,85 0,8 0,75 0,7 0,7 2 0,95 0,85 0,75 0,75 0,7 0,65 3 0,95 0,85 0,75 0,7 0,65 0,6

1 1 0,95 0,95 0,95 0,9 - 2 0,95 0,95 0,9 0,9 0,85 -

3 0,95 0,95 0,9 0,9 0,85 -

Bandejas Perfuradas

J

1 1 0,9 0,8 0,8 0,75 0,75 2 1 0,85 0,8 0,75 0,75 0,7 3 1 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65

1 1 1 1 0,95 0,9 - 2 1 1 0,95 0,9 0,85 - 3 1 1 0,95 0,9 0,85 -

Bandejas Verticais

Perfuradas K

1 1 0,9 0,8 0,75 0,75 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 -

Escadas para Cubos

ou Suportes

L

1 1 0,85 0,8 0,8 0,8 0,8 2 1 0,85 0,8 0,8 0,75 0,75 3 1 0,85 0,8 0,75 0,75 0,7

1 1 1 1 1 1 - 2 1 1 1 0,95 0,95 - 3 1 1 1 0,95 0,95 -

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.

39

Bandejas não perfuradas ou

prateleiras M

Nº de bandejas, prateleiras ou

camadas de suportes

Número de Circuitos Trifásicos

1 2 3 Usar como

multiplicador para: 1 0,95 0,9 0,85 Coluna 5

Tabelas 04 e 05 da NBR 5410/90

2 0,92 0,85 0,8 3 0,9 0,8 0,75

Bandejas Perfuradas

N 1 0,95 0,9 0,85

Idem 2 0,95 0,85 0,8 3 0,9 0,85 0,8

Bandejas perfuradas na

vertical P

1 0,95 0,85 - Idem

2 0,9 0,85 -

Escadas para cabos ou suportes

Q 1 1 0,95 0,95

Idem 2 0,95 0,9 0,9 3 0,95 0,9 0,85

Bandejas não perfuradas ou

prateleiras M

1 1 0,95 0,95 Idem 2 0,95 0,9 0,85

3 0,95 0,9 0,85

Bandejas perfuradas

N 1 1 1 0,95

Idem 2 0,95 0,95 0,9 3 0,95 0,9 0,85

Bandejas perfuradas na

vertical P

1 1 0,9 0,9 Idem

2 1 0,9 0,85

Escadas para cabos ou suportes

Q 1 1 1 1

Idem 2 0,95 0,95 0,95 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 Condutores fase (mm2)

Seção mímima 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)

Seção mímima de proteção (mm2)

1,5 a 16 a mesma seção do condutor fase 25 16 35 16 50 25 70 35 95 50

120 70 150 95 185 95 240 120 300 150

Tabela 3.21 – Eletrodos de Aterramento

40

Tipo de Eletroduto Dimensões Mínimas Observações

Chapa de Cobre 0,20m2 de área e 2mm de espessura Profundidade mínima do centro da chapa de 1m. Posição vertical.

Chapa de aço zincado 0,20m2 de área e 3mm de espessura Profundidade mínima do centro da chapa de 1m. Posição vertical.

Tubo de aço zincado 2,40m de comprimento e diâmetro nominal de 25mm

Enterramento total vertical

Perfil de aço zincado Cantoneira de 20x20x3mm com 2,40 metros de comprimento


Haste de aço zincado Diâmetro de 15mm com 2,00 ou 2,40m de comprimento


Haste de aço revestida de cobre

Diâmetro de 15mm com 2,00 ou 2,40m de comprimento


Haste de cobre Diâmetro de 15mm com 2,00 ou 2,40m de comprimento


Fita de cobre 25mm2 de seção, 2mm de espessura e 10m de comprimento

Profundidade mínima de 0,60m. Largura na posição vertical.

Fita de aço galvanizado 100m2 de seção, 3mm de espessura e 10m de comprimento.

Profundidade minima de 0,60m. Largura na posição vertical.

Cabo de cobre Seção de 95mm2 e 10m de comprimento

Profundidade mínima de 0,60m. Posição horizontal.

Cabo de aço zincado Seção de 95mm2 e 10m de comprimento

Profundidade mínima de 0,60m. posição horizontal.

Tabela 3.22 – Eletrodos de Aterramento

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:

)metros(*)Watts(PV

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)

% de queda de tensão 1% 2% 3% 4%

mWatts XP

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.

41

Condutor Série Métrica (mm2)

% de queda de tensão 1% 2% 3% 4%

mWatts XP

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 e) seleção dos condutores: pela tabela 3.13 é possível utilizar condutores de seção 1,5mm2 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:

Wm2420020*10018*10015*60011*600)m(l*)W(P

- 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 4mm2. 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:

]V[L*I*%eQ trecho

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

42

V13,11000

8*74,15*96,8Q

- trecho AB: IAB = 11,02 A

V30,01000

3*02,11*96,8Q

- trecho BC: IBC = 6,30 A

V23,01000

4*30,6*96,8Q

- trecho CD: ICD =1,58 A

V04,01000

3*58,1*96,8Q

- trecho DE: IDE = 0,79 A

V01,01000

2*79,0*96,8Q

- logo, o valor total da queda acumulada é:

V71,101,004,023,030,013,1e 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 4mm2.

%35,1127

100*71,1%e

Conclusão: como se vê o valor da queda acumulada (1,35%) é inferior ao máximo normalizado, portanto é possível instalar cabos de 4mm2, 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.

43

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.

44

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 fio # 6mm2 = 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)T16mm2 - circuito 2: 3#50(25)T25mm2 - circuito 3: 3#35T16 mm2

45

a) área dos condutores: pela tabela 4.1, considerando que serão instalados fios, temos: fio # 16mm2 = área de 37,4mm2 fio # 25mm2 = área de 56,7mm2 fio # 35mm2 = 71 mm2 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 = 940mm2

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:

N*315Lmax

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:

96,06

68,11A

6

LLA maxreal

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#25T16mm2 -circuito 2: 3# 50(35)mm2 -circuito 3: 3# 25(25)T16mm2

46

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:

Seção

Nominal (mm2)

Pirastic Antiflam Pirasticflex Antiflam Diâmetro Externo (1) Área Total

(mm2) (1) Diâmetro externo

(mm) Área Total

(mm2) 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

Diâmetro nominal

(mm)

Diâmetro externo (mm)

Diâmetro interno (mm)

Espessura (mm)

Área total aprox. (mm2)

Área útil 1 cabo (53%)

Área útil 2 cabos (31%)

Área útil 3 cabos

(40%) 3/8” 16 16,7 12,7 2,0 126,7 67,1 39,3 50,7 1/2" 20 21,1 16,1 2,5 203,6 107,9 63,1 81,4 3/4" 25 26,2 21,0 2,6 36,4 183,6 107,4 138,6 1” 32 33,2 26,8 3,2 564,1 299,0 174,9 225,6

1,1/4” 40 42,2 35,0 3,6 962,1 509,9 298,3 384,8 1,1/2” 50 47,8 39,8 4,0 1244,1 659,4 385,7 497,6

2” 60 59,4 50,2 4,6 1979,2 1049,0 613,6 791,7 2,1/2” 75 75,1 64,1 5,5 3227 1710,3 1000,4 1290,8

3” 85 88,0 75,6 6,2 4488,8 2379,1 1391,5 1795,5 Tabela 4.2 – Eletrodutos de PVC Rígido Roscável – Classe A (NBR 6150)

47

Referência de Rosca

Diâmetro nominal

(mm)

Diâmetro externo (mm)

Diâmetro interno (mm)

Espessura (mm)

Área total aprox. (mm2)

Área útil 1 cabo (53%)

Área útil 2 cabos (31%)

Área útil 3 cabos

(40%) 3/8” 16 16,7 12,7 2,0 126,7 67,1 39,3 50,7 1/2" 20 21,1 16,1 2,5 203,6 107,9 63,1 81,4 3/4" 25 26,2 21,0 2,6 36,4 183,6 107,4 138,6 1” 32 33,2 26,8 3,2 564,1 299,0 174,9 225,6

1,1/4” 40 42,2 35,0 3,6 962,1 509,9 298,3 384,8 1,1/2” 50 47,8 39,8 4,0 1244,1 659,4 385,7 497,6

2” 60 59,4 50,2 4,6 1979,2 1049,0 613,6 791,7 2,1/2” 75 75,1 64,1 5,5 3227 1710,3 1000,4 1290,8

3” 85 88,0 75,6 6,2 4488,8 2379,1 1391,5 1795,5 Tabela 4.3 – Eletrodutos Rígidos de Aço Carbono Roscável – Leve I (NBR 6150

Seção Nominal (mm2)

Número de Condutores no Eletroduto 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tamanho Nominal do Eletroduto 1,5 16 16 16 16 16 16 20 20 20 2,5 16 16 16 20 20 20 20 25 25 4 16 16 20 20 20 25 25 25 25 6 16 20 20 25 25 25 25 32 32

10 20 20 25 25 32 32 32 40 40 16 20 25 25 32 32 40 40 40 40 25 25 32 32 40 40 40 50 50 50 35 25 32 40 40 50 50 50 50 60 50 32 40 40 50 50 60 60 60 75 70 40 40 50 50 60 60 75 75 75 95 40 50 60 60 75 75 75 85 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 Cabos Unipolares 450/750V BWF Antichama)

Seção Nominal (mm2)

Número de Condutores no Eletroduto 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tamanho Nominal do Eletroduto 1,5 15 15 15 15 15 15 20 20 20 2,5 15 15 15 20 20 20 20 25 25 4 15 15 20 20 20 25 25 25 25 6 15 20 20 25 25 25 25 31 31

10 20 20 25 25 31 31 31 31 31 16 20 25 25 31 31 41 41 41 41 25 25 31 31 41 41 41 47 47 47 35 25 31 41 41 41 47 59 59 59 50 31 41 41 47 59 59 59 75 75 70 41 41 47 59 59 59 75 75 75 95 41 47 59 59 75 75 75 88 88

120 41 59 59 75 75 75 88 88 88 150 47 59 75 75 88 88 100 100 100 185 59 75 75 88 88 100 100 113 113 240 59 75 88 100 100 113 113 - -

Tabela 4.5 – Ocupação Máxima dos Eletrodutos de Aço por Condutores de mesma Bitola (Fios ou Cabos Unipolares 450/750 V BWF Antichama)

48

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 e 780 nanômetros (1nm = 10-9 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 (lm)

Eficiência (lm.W-1)

Incandescente Fluorescente Multivapores

Metálicos

100 40

2.000

1.380 3.000

190.000

13,8 75,0

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 1m2. Este ângulo é denominado de um esterradiano (sr).

49

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.

m

lúmenlux

SE

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/m2 .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 (m2); 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:

50

Onde: = fluxo luminoso mínimo adequado para o local (lm);

E = iluminamento médio (lux); S = área do local (m2); 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). 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; b) área do local: S = 400m2; 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;

fu*d

S*E

lâmpadalâmpadaN

51

lm16172553,0*70,0

400*150

fu*fd

S*E

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:

lâmpadas.6089,592700

161725NlÂmpada

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.

52

Atividades NBR 5413/92 Auditórios e anfiteatros platéia 100-150-200 Bancos atendimento ao público

salas de datilógrafas salas de gerentes guichês arquivos

300-500-750 300-500-750 300-500-750 300-500-750 200-300-500

Bibliotecas sala de leitura 300-500-750 Escolas salas de aula

quadros-negros 200-300-500 300-500-750

Escritórios desenho decorativo e esboço 300-500-750 Hospitais mesa de trabalho

radioterapia 300-500-750 100-150-200

Hotéis e restaurantes Cozinha: geral local

150-200-300 300-500-750

Lojas Vitrinas e balcões* geral

750-1000-1500

Residências 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)

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 Teto claro Paredes brancas Paredes claras Paredes medianamente claras

75% 50% 50% 30% 10%

Tabela 5.3 – Refletância de paredes e tetos

Tabela 5.4 – Índice do Local

53

Altura do teto em metros Para iluminação indireta e semi-

indireta 2,75 a 2,90

3,00 a 3,50

3,70 a 4,10

4,30 a 5,00

5,20 a 6,00

6,40 a 7,30

7,60 a 9,00

9,50 a 11,00

11,30 a 15,30

Distância do chão ao foco luminoso em metros Para iluminação direta e semidireta 2,15 a

2,30 2,45 a 2,60

2,75 a 2,90

3,00 a 3,50

3,70 a 4,10

4,30 a 5,00

5,20 a 6,00

6,40 a 7,30

7,60 a 9,00

9,50 a 11,00

11,30 a 15,00

Largura do local (metros)

Comp. do local (metros)

Índice do local

2,75 (2,60-2,75)

2,50-3,00 3,00-4,30 4,30-6,00 6,00-9,00

9,00-13,00 13,00 ou mais

H H G G F E

I I H G G F

J I I H H G

J J J I I H

J J J I

J J J

J J

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

3,00-4,30 4,30-6,00 6,00-9,00

9,00-13,00 13,00-18,30

18,30 ou mais

G G F F E E

H H G G F F

I I H G G F

J J I H H H

J J I H H H

J J J J I

J J J

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

3,00-4,30 4,30-6,00 6,00-9,00

9,00-13,00 13,00-18,30

18,30 ou mais

G F F E E E

H G G F F E

I H G G F F

I I H H G G

J J I I H H

J J J J I I

J J J J

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

4,30-6,00 6,00-9,00

9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50

27,30 ou mais

F E E E D D

G F F E E E

H G F F E E

H H G F F F

I I H H G F

J J I I H G

J J J I I H

J J J

J J J

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

4,30-6,00 6,00-9,00

9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-35,00

35,00 ou mais

E E D D D C

F F E E E D

G F F E E E

H G G F F E

I H H G G F

J I H G G G

J J J I I H

J J J I

J J J J

J J J

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

6,00-9,00 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00

43,00 ou mais

D D D C C C

E E D D D D

F E E E D D

G F E E E E

H G F F F F

I H G G F F

J I I H H H

J J J J I H

J J J I I

J J J J

J J

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

6,00-9,00 9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00

43,00 ou mais

D C C C C C

E D D D C C

E E D D D D

F F E E E E

G G F F E E

H G G F F F

I I H H G G

J J I I H H

J J J J I I

J J J I

J J J

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

9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-55,00

55,00 ou mais

C C B B B B

D C C C C C

D D C C C C

E D D D D D

F F E E E E

G F F E E E

H H G F F F

I H H G G G

J I I H H H

J J J I I I

J J J J

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

9,00-13,00 13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00

60,00 ou mais

B B A A A A

C C C B B B

D C C C C C

E D C C C C

F E E D D D

F F E E E E

H G F F F F

I H H G F F

I I H H G G

J J J I H H

J J J I I

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

13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00

60,00 ou mais

A A A A A

B B B A A

C B B B B

C C C C C

E D D D D

F E D D D

G F E E E

H G F F F

I H G G F

I I H H G

J J J I I

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

13,00-18,30 18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00

60,00 ou mais

A A A A A

A A A A A

B B A A A

C C C C C

D C C C C

E D D D D

F F E E E

G F F E E

H G F F F

I H G G G

J J I I H

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

18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00

60,00 ou mais

A A A A

A A A A

A A A A

B B B B

C C C C

D C C C

E D D D

F E E E

G F E E

H G F F

I H H H

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

18,30-27,50 27,50-43,00 43,00-60,00

60,00 ou mais

A A A A

A A A A

A A A A

A A A A

B B B B

C C B B

D D C C

E E D D

F F E E

G F F F

I H G G

54

Tabela 5.5 – Coeficientes de Utilização Coeficientes de utilização

Luminária Teto 75% 50%

Descrição Paredes 50% 30% 10% 50% 30% 10%

Fator de depreciação

Tipo Índice do local Coeficientes de utilização

1

d = 0,77

J I H G F E D C B A

0,36 0,45 0,52 0,58 0,63 0,69 0,73 0,76 0,80 0,83

0,29 0,38 0,45 0,51 0,56 0,63 0,68 0,71 0,76 0,80

0,25 0,33 0,40 0,47 0,52 0,59 0,64 0,68 0,73 0,77

0,36 0,44 0,51 0,58 0,62 0,68 0,72 0,75 0,79 0,82

0,29 0,37 0,44 0,51 0,56 0,63 0,67 0,71 0,76 0,79

0,25 0,33 0,40 0,46 0,52 0,58 0,63 0,67 0,73 0,77

Refletor industrial para lâmpadas incandescentes e Lucalox Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 0,9

2

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,40 0,47 0,52 0,56 0,59 0,63 0,65 0,67 0,69 0,70

0,35 0,43 0,48 0,52 0,56 0,60 0,63 0,65 0,67 0,69

0,32 0,40 0,45 0,50 0,53 0,58 0,61 0,63 0,65 0,67

0,34 0,46 0,51 0,55 0,58 0,62 0,64 0,66 0,67 0,69

0,35 0,42 0,47 0,52 0,55 0,59 0,62 0,64 0,66 0,67

0,32 0,40 0,45 0,50 0,53 0,57 0,60 0,62 0,65 0,66

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

3

d = 0,85

J I H G F E D C B A

0,68 0,73 0,79 0,82 0,86 0,88 0,90 0,91 0,92 0,94

0,64 0,69 0,75 0,79 0,83 0,85 0,87 0,89 0,91 0,93

0,62 0,67 0,72 0,76 0,80 0,83 0,85 0,87 0,89 0,91

0,67 0,72 0,77 0,80 0,83 0,85 0,87 0,88 0,89 0,91

0,64 0,69 0,74 0,77 0,81 0,83 0,85 0,86 0,87 0,89

0,62 0,66 0,72 0,75 0,79 0,81 0,83 0,85 0,87 0,88

Aparelho de embutir para lâmpada refletora elíptica Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 0,5

4

d = 0,85

J I H G F E D C B A

0,27 0,29 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,35 0,36 0,36

0,25 0,28 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,34 0,35 0,35

0,24 0,27 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,35

0,27 0,29 0,30 0,32 0,32 0,34 0,34 0,35 0,35 0,36

0,25 0,28 0,29 0,31 0,32 0,33 0,34 0,34 0,35 0,35

0,24 0,27 0,28 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,34 0,35

Aparelho de embutir para lâmpada refletora Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 0,5

5

d = 0,85

J I H G F E D C B A

0,27 0,32 0,36 0,40 0,42 0,44 0,46 0,48 0,49 0,50

0,24 0,29 0,33 0,36 0,39 0,42 0,44 0,46 0,48 0,49

0,21 0,26 0,30 0,34 0,37 0,40 0,43 0,44 0,46 0,48

0,27 0,32 0,36 0,39 0,41 0,44 0,45 0,47 0,48 0,49

0,24 0,29 0,32 0,36 0,39 0,42 0,44 0,45 0,47 0,48

0,21 0,26 0,30 0,34 0,36 0,40 0,42 0,44 0,46 0,47

Aparelho de embutir para lâmpadas incandescentes Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 0,5

6

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,23 0,29 0,33 0,37 0,40 0,44 0,48 0,51 0,55 0,57

0,19 0,24 0,28 0,32 0,35 0,40 0,43 0,46 0,50 0,53

0,16 0,22 0,25 0,28 0,32 0,36 0,39 0,42 0,46 0,49

0,21 0,26 0,29 0,32 0,35 0,39 0,42 0,44 0,48 0,50

0,17 0,22 0,26 0,28 0,31 0,35 0,38 0,40 0,44 0,46

0,15 0,19 0,23 0,26 0,28 0,32 0,35 0,37 0,41 0,43

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

7

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,17 0,21 0,25 0,28 0,31 0,35 0,39 0,41 0,46 0,48

0,13 0,17 0,21 0,24 0,27 0,31 0,34 0,37 0,42 0,44

0,11 0,15 0,18 0,21 0,23 0,28 0,31 0,34 0,39 0,42

0,11 0,14 0,16 0,20 0,21 0,24 0,26 0,27 0,30 0,32

0,09 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,23 0,25 0,28 0,30

0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,19 0,21 0,23 0,26 0,28

Aparelho incandescente para iluminação indireta Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 1,1

8

d = 0,60

J I H G F E D C B A

0,09 0,13 0,16 0,20 0,21 0,25 0,28 0,31 0,32 0,35

0,07 0,10 0,13 0,16 0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34

0,06 0,08 0,10 0,14 0,17 0,20 0,24 0,26 0,28 0,32

0,07 0,09 0,10 0,13 0,15 0,17 0,20 0,21 0,22 0,24

0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0,15 0,19 0,20 0,21 0,23

0,04 0,06 0,07 0,10 0,11 0,14 0,17 0,19 0,20 0,23

Sanca com lâmpadas fluorescentes A distância da sanca para o teto deve ser de 30 a 50 cm

9

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,35 0,43 0,49 0,56 0,60 0,66 0,69 0,72 0,76 0,78

0,28 0,36 0,43 0,49 0,54 0,61 0,65 0,68 0,72 0,76

0,24 0,32 0,38 0,45 0,50 0,56 0,61 0,65 0,70 0,73

0,33 0,41 0,47 0,53 0,57 0,63 0,66 0,69 0,73 0,75

0,28 0,35 0,42 0,48 0,53 0,59 0,63 0,65 0,70 0,73

0,24 0,31 0,38 0,43 0,49 0,55 0,59 0,63 0,68 0,71

Luminária industrial do tipo Miller Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 1,0

10

d = 0,75

J I H G F E D C B A

0,29 0,36 0,41 0,46 0,50 0,56 0,59 0,62 0,65 0,66

0,24 0,30 0,36 0,41 0,46 0,51 0,55 0,58 0,62 0,64

0,20 0,26 0,32 0,37 0,44 0,47 0,52 0,55 0,59 0,61

0,28 0,34 0,40 0,45 0,48 0,53 0,56 0,59 0,61 0,63

0,23 0,30 0,35 0,40 0,44 0,49 0,53 0,55 0,59 0,61

0,19 0,26 0,31 0,36 0,40 0,46 0,51 0,52 0,56 0,59

Luminária comercial Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 1,0

55

Tabela 5.5 – Coeficientes de Utilização (continuação) Coeficientes de utilização




Tipo Índice do local Coeficientes de utilização

11

d = 0,75

J I H G F E D C B A

0,27 0,32 0,36 0,39 0,42 0,44 0,46 0,47 0,49 0,50

0,23 0,29 0,33 0,36 0,39 0,42 0,44 0,46 0,48 0,49

0,21 0,26 0,30 0,34 0,37 040 0,42 0,44 0,46 0,48

0,27 0,32 0,35 0,38 0,41 0,44 0,45 0,47 0,48 0,49

0,23 0,28 0,32 0,36 0,38 0,42 0,44 0,45 0,47 0,48

0,21 0,26 0,30 0,34 0,36 0,40 0,42 0,44 0,46 0,47

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

12

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,29 0,35 0,39 0,43 0,46 0,49 0,51 0,52 0,54 0,55

0,24 0,31 0,35 0,39 0,42 0,46 0,48 0,50 0,52 0,54

0,21 0,27 0,32 0,36 0,39 0,43 0,46 0,48 0,51 0,52

0,28 0,34 0,38 0,42 0,45 0,48 0,50 0,52 0,54 0,55

0,24 0,30 0,35 0,39 0,42 0,46 0,48 0,50 0,52 0,53

0,21 0,27 0,32 0,36 0,39 0,43 0,46 0,48 0,50 0,52

Refletor com difusor de plástico l = 0,9 h

13

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,25 0,31 0,36 0,40 0,43 0,46 0,49 0,51 0,53 0,54

0,21 0,27 0,31 0,36 0,39 0,43 0,46 0,48 0,51 0,53

0,18 0,24 0,28 0,33 0,36 0,40 0,43 0,46 0,49 0,51

0,25 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 0,50 0,52

0,18 0,24 0,28 0,33 0,36 0,40 0,43 0,46 0,49 0,51

Aparelho para embutir com colmeia l = h

14

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,20 0,25 0,28 0,32 0,34 0,37 0,39 0,40 0,42 0,43

0,16 0,21 0,24 0,28 0,30 0,34 0,36 0,38 0,40 0,42

0,13 0,18 0,22 0,25 0,28 0,32 0,34 0,36 0,39 0,41

0,20 0,24 0,27 0,31 0,33 0,36 0,38 0,39 0,41 0,43

0,16 0,20 0,24 0,27 0,30 0,33 0,36 0,37 0,40 0,41

0,13 0,18 0,21 0,25 0,28 0,31 0,34 0,36 0,38 0,40

Aparelho para embutir com difusor de plástico

15

d = 0,80

J I H G F E D C B A

0,32 0,40 0,47 0,53 0,58 0,64 0,68 0,72 0,76 0,79

0,25 0,32 0,39 0,46 0,51 0,58 0,62 0,66 0,71 0,75

0,20 0,27 ‘0,34 0,40 0,45 0,52 0,58 0,62 0,67 0,72

0,30 0,38 0,44 0,50 0,55 0,61 0,65 0,68 0,72 0,76

0,24 0,31 0,38 0,44 0,49 0,56 0,60 0,65 0,69 0,72

0,20 0,26 0,32 0,39 0,44 0,51 0,56 0,60 0,66 0,70

Calha chanfrada l = h

16

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,27 0,33 0,38 0,43 0,46 0,50 0,53 0,55 0,57 0,59

0,23 0,29 0,34 0,38 0,41 0,47 0,50 0,52 0,55 0,57

0,20 0,26 0,30 0,35 0,39 0,44 0,47 0,50 0,53 0,55

0,26 0,32 0,37 0,41 0,44 0,48 0,50 0,52 0,54 0,56

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 0,37 0,42 0,46 0,48 0,51 0,53

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

17

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,25 0,31 0,36 0,40 0,44 0,48 0,51 0,53 0,56 0,58

0,20 0,26 0,31 0,36 0,40 0,44 0,48 0,50 0,53 0,56

0,17 0,23 0,28 0,32 0,36 0,41 0,45 0,47 0,51 0,54

0,24 0,29 0,34 0,39 0,42 0,46 0,48 0,51 0,53 0,55

0,20 0,25 0,30 0,35 0,38 0,43 0,46 0,48 0,51 0,53

0,17 0,22 0,27 0,32 0,35 0,40 0,43 0,46 0,50 0,52

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

18

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,22 0,27 0,32 0,36 0,39 0,43 0,46 0,48 0,50 0,52

0,17 0,22 0,27 0,31 0,34 0,39 0,42 0,45 0,48 0,49

0,14 0,19 0,23 0,28 0,31 0,36 0,39 0,42 0,46 0,48

0,21 0,26 0,30 0,34 0,37 0,41 0,43 0,45 0,48 0,50

0,16 0,22 0,26 0,30 0,33 0,37 0,40 0,43 0,46 0,48

0,14 0,19 0,23 0,27 0,30 0,35 0,38 0,40 0,44 0,46

Luminária de plástico L = 1,1 h

19

d = 0,75

J I H G F E D C B A

0,26 0,32 0,37 0,42 0,45 0,49 0,52 0,54 0,56 0,58

0,21 0,27 0,31 0,37 0,41 0,46 0,48 0,51 0,54 0,56

0,18 0,24 0,29 0,34 0,37 0,42 0,46 0,48 0,52 0,54

0,25 0,31 0,35 0,40 0,43 0,47 0,49 0,51 0,54 0,56

0,21 0,27 0,31 0,36 0,39 0,44 0,47 0,49 0,52 0,54

0,18 0,24 0,28 0,33 0,37 0,41 0,44 0,47 0,50 0,53

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

20

d = 0,75

J I H G F E D C B A

0,22 0,28 0,32 0,36 0,39 0,43 0,45 0,47 0,49 0,51

0,18 0,24 0,28 0,32 0,35 0,40 0,42 0,44 0,47 0,49

0,16 0,21 0,25 0,29 0,32 0,37 0,40 0,42 0,44 0,47

0,20 0,25 0,29 0,32 0,35 0,38 0,40 0,42 0,44 0,45

0,17 0,22 0,25 0,29 0,32 0,36 0,38 0,40 0,42 0,44

0,15 0,19 0,23 0,27 0,30 0,33 0,36 0,38 0,40 0,42

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

56

Tabela 5.5 – Coeficientes de Utilização (continuação) Coeficientes de utilização




Tipo Índice do local

Coeficientes de utilização

21

d = 0,70

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

0,21 0,27 0,32 0,36 0,39 0,44 0,47 0,49 0,52 0,54

0,23 0,29 0,33 0,37 0,39 0,43 0,45 0,47 0,49 0,50

0,21 0,26 0,30 0,34 0,37 0,40 0,43 0,45 0,47 0,49

0,21 0,25 0,28 0,30 0,35 0,37 0,39 0,41 0,43 0,45

0,19 0,23 0,27 0,31 0,32 0,35 0,38 0,40 0,42 0,44

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

22

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,29 0,37 0,44 0,50 0,54 0,61 0,64 0,67 0,70 0,73

0,24 0,32 0,39 0,45 0,50 0,56 0,60 0,63 0,67 0,70

0,28 0,36 0,41 0,47 0,51 0,57 0,60 0,63 0,65 0,68

0,24 0,31 0,38 0,43 0,47 0,52 0,56 0,59 0,63 0,65

0,23 0,30 0,36 0,41 0,45 0,50 0,53 0,55 0,59 0,61

0,20 0,29 0,33 0,39 0,42 0,48 0,51 0,54 0,57 0,60

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

23

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,29 0,38 0,45 0,51 0,55 0,63 0,67 0,70 0,73 0,76

0,25 0,33 0,40 0,45 0,50 0,58 0,62 0,66 0,70 0,73

0,28 0,36 0,42 0,48 0,52 0,59 0,62 0,65 0,68 0,70

0,24 0,32 0,38 0,43 0,48 0,55 0,59 0,62 0,65 0,68

0,23 0,31 0,37 0,41 0,46 0,52 0,55 0,58 0,61 0,63

0,21 0,29 0,35 0,40 0,43 0,49 0,53 0,56 0,59 0,62

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

24

d = 0,70

J I H G F E D C B A

0,25 0,32 0,37 0,44 0,49 0,55 0,57 0,62 0,66 0,69

0,20 0,27 0,32 0,38 0,42 0,49 0,54 0,57 0,62 0,65

0,24 0,31 0,35 0,42 0,46 0,52 0,54 0,58 0,62 0,64

0,20 0,26 0,31 0,36 0,40 0,47 0,51 0,54 0,58 0,61

0,22 0,29 0,32 0,38 0,40 0,45 0,49 0,51 0,53 0,55

0,19 0,23 0,28 0,33 0,37 0,42 0,45 0,48 0,51 0,53

Luminária comercial para lâmpadas high output, provida de colmeia Espaçamento máximo entre aparelhos = altura de montagem x 1,1

25

J I H G F E D C B A

0,25 0,30 0,34 0,37 0,40 0,44 0,46 0,48 0,50 0,51

0,21 0,25 0,29 0,33 0,36 0,39 0,42 0,44 0,47 0,48

0,19 0,24 0,27 0,31 0,34 0,38 0,41 0,43 0,46 0,48

0,20 0,23 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34 0,35 0,37 0,37

0,16 0,20 0,23 0,26 0,27 0,30 0,32 0,33 0,34 0,36

0,16 0,19 0,22 0,24 0,26 0,29 0,31 0,32 0,34 0,35

Teto com colmeia plástica

25

J I H G F E D C B A

0,20 0,23 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34 0,35 0,37 0,37

0,16 0,20 0,23 0,26 0,27 0,30 0,32 0,33 0,34 0,36

0,16 0,19 0,22 0,24 0,26 0,29 0,31 0,32 0,34 0,35

0,17 0,21 0,23 0,25 0,27 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33

0,15 0,18 0,20 0,23 0,24 0,27 0,28 0,29 0,31 0,32

0,14 0,17 0,19 0,22 0,23 0,26 0,27 0,29 0,30 0,31

Teto com colmeia de metal (branco)

26

J I H G F E D C B A

0,24 0,32 0,37 0,42 0,46 0,52 0,56 0,58 0,62 0,64

0,21 0,28 0,33 0,38 0,42 0,48 0,53 0,56 0,60 0,62

0,17 0,24 0,29 0,34 0,39 0,45 0,49 0,52 0,56 0,60

0,20 0,27 0,32 0,37 0,40 0,45 0,48 0,51 0,54 0,57

0,16 0,23 0,28 0,33 0,36 0,42 0,46 0,49 0,52 0,55

0,13 0,20 0,25 0,30 0,33 0,39 0,43 0,46 0,50 0,53

Teto com plástico acrílico

Observação: o fator de depreciação deve ser estimado da seguinte maneira: Valores de intensidade luminosa (Osram do Brasil):

Lâmpada e luminária Intensidade luminosa 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

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 *

* Na direção principal de radiação

a) manutenção deficiente 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

57

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 220V

Base Acabamento MCT mm

DM mm

Fabricante General Electric

Philips Osram Sylvania

Tipo Bulbo Tipo Bulbo Tipo Bulbo Tipo Bulbo

25 235 225

E-27 Claro

(transparente)

108 56

CRI

A-17

SC

A-19

C

A-19

S

A-19 40 455 380 108 56 A-17 A-19 A-19 A-19 60 780 680 108 56 A-17 A-19 A-19 A-19

100 1.470 1.295 108 56 A-17 A-19 A-19 A-19 150 2.430 2.155 123 68 A-21 A-21 A-23 A-21 200 2.325 2.985 150 74

CI A-23

AW A-25

AP A-23

D A-23

300 5.205 4.835 185 92 PS-30 PS-30 PS-30 PS-30 40 430 350

E-27 Branco interno (fosca)

102 61 ML

R-19 S

R-19 B

R-19 A

R-19 60 740 625 102 61 R-19 R-19 R-19 R-19

100 1.365 1.195 102 61 R-19 R-19 R-19 R-19

58

Tabela 5.7 – Lâmpadas incandescentes refletoras (espelhadas) Philips.

Código comercial

Potência (W)

Base Bulbo Fluxo luminoso

médio (lm) 127V 220V

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

Abertura do facho

Peso

(g) Comptalux Facho Médio Comptalux Facho Médio Comptalux Spot Comptalux Spot Mini-Spot Mini-Spot Mini-Spot Colorida Mini-Spot Ouro

100 150 60

100 40 60 40 60

E27 E27 E27 E27 E27 E27 E27 E27

R95 R95 R80 R80 R63 R63 R63 R63

1.200 1.040 1.830 1.670 600 600 1.230 1.135 380 350 650 600 127V ou 220V 127V ou 220V

127V ou 220V 127V ou 220V

30° 30° 30°

Temperatura de cor em torno de 2.800K. Índice de reprodução de cor (IRC): 100 aprox. Ignição imediata. Vida média: padronizada em 1.000h

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

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

59

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

Especificações Fabricantes Referência Comercial

Potência (Watts)

Comprimnominal

Bulbo

Fluxo luminoso

nom. inicial (lumens)

Vida nominal (Horas)

Philips Osram Sylvania GE

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

15W 46cm T-8 800 lm 7.500 H TLD , Extra luz

do dia

T8, Luz do dia especial

T8, Luz do dia

plus

T8, Luz do dia

30W 92cm T-8 2.000 lm 7.500 H

16W 60cm T-8 1.020 lm 10.000 H TLD, Branca confort

- Octrom,

Branco confort Trimline,

SP41 32W 1,20cm T-8 2.500 lm 10.000 H

- p/reator partida rápida especial

16W 60cm T-8 1.150 lm 10.000 H TLD, Super 84

Lumilux branca

- Trimline SPX41 32W 1,20cm T-8 2.850 lm 10.000 H

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

20 W 60cm T-12 1.060 lm 12.000 H TL, Extra lux do

dia

Luz do dia especial

Luz do dia plus

Duramax, super luz do dia40 W 1,20 m T-12 2.700 lm 12.000 H

20 W 60cm T-12 850 lm 12.000 H - - - Croma 50

40 W 1,20 m T-12 2.150 lm 12.000 H 20 W 60 cm T-12 1.150 lm 12.000 H

- - Alvorada plus Duramax

Alvorada 35 40 W 1,20 m T-12 3.000 lm 12.000 H 20 W 60cm T-12 1.150 lm 12.000 H

- - - Duramax Suave 30 40 W 1,20 m T-12 3.000 lm 12.000 H

20 W 60cm T-12 - 12.000 H -

- Coloridas azul, verde e rosa

Coloridas: Azul, verde e rosa 40 W 1,20m T-12 - 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

7 W 13,5cm T-4 400 lm 10.000 H

PL Dulux, interna

luminux 41 Compacta TT Biax SPX27

9 W 16,5cm T-4 600 lm 10.000 H 11 W 23,5cm T-4 900 lm 10.000 H 13 W 19,1cm T-4 850 lm 10.000 H

Tabela 5.9 - Lâmpadas de luz mista LM, Sylvania do Brasil S.A

Potência (W)

Formato bulbo

Acabamento Compr. (mm)

Largura(mm)

Base Fluxo

luminoso (Lumens)

Rendimento (lm/Watt)

Posição de trabalho

Vida média (horas)

Código Sylvania

160 Ovóide Revestido 177 75 E-27 2.900 18 Vert. 30° 8.000 H2A005 250 Ovóide Revestido 223 90 E-27 5.200 21 Universal 8.000 H2A006 250 Ovóide Revestido 223 90 E-40 5.200 21 Universal 8.000 H2A007 500 Ovóide Revestido 280 117 E-40 12.500 25 Universal 8.000 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

Tensão mínima da rede para

ignição* (20°) (V)

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

(V)

Tensão média na

lâmpada ** (V)

Corrente média na

lâmpada ** (A)

Fluxo luminoso médio **

(lm)

Temperatura máxima (°C)

Base bulbo HPL-N 80W

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

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

220 220 220 220

180 180 180 180

198 198 198 198

115 125 135 140

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

3.600 6.200

12.700 22.000

200 350 200 350 250 350 250 350

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

60

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

Potência (W)

Formato bulbo

Tonal. Compr. (mm)

Largura (mm)

Base Fluxo

luminoso (Lumens)

Rendimento (lm/Watt)

Posição de trabalho

Unidades por caixa

Vida Média

(Horas)

Código Sylvania

70 Tubular NDL 120 21 RX7s-2 5.500 79 Hor. 45° 10 9.000 H4E008

70 Tubular WDL 120 21 RX7s-2 6.000 86 Hor. 45° 10 9.000 H4E001





250 Tubular NDL 162 26 Fc2/18 20.000 80 Hor. 45° 12 9.000 H4E010

250 Tubular WDL 162 26 Fc2/18 20.000 80 Hor. 45° 12 9.000 H4E012 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

1- Base fixa 2- Suporte e condutor (pela forma em espiral, a

distribuição de luz não é afetada) 3- Tubo de descarga de óxido de alumínio 4- Camada interna de pó difusor 5- Anéis de eliminação do resíduo de oxigênio no

bulbo externo 6- Condutor flexível 7- Bulbo externo de vidro duro

Bulbo tubular 1- Base fixa 2- Anéis de eliminação do resíduo de oxigênio no

bulbo externo 3- Condutor flexível 4- Bulbo externo de vidro duro 5- Tubo de descarga em óxido de alumínio 6- Suporte e condutor (pela forma em espiral, a

distribuição de luz não é afetada)

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

Base Tensão

(V)

Tensão mín. da rede para

ignição* (20°C) (V)

Tensão mín. da rede para

operação estável

(20°C) (V)

Tensão média na

lâmpada ** (V)

Corrente média na

lãmpada ** (A)

Fluxo luminoso médio**

(lm)

Temperatura máxima (°C)

base bulboSON-H 220W SON-H 350W

E40/45 E40/45

220 220

190 190

200 200

104 117

2,50 3,60

18.000 34.500

250 350 250 350

SON/T 250W SON/T 400W SON/T 1.000W

E40 E40 E40

220 220 220

170 170 170

198 198 198

100 15

100 15

100 15

3,00 4,60

10,60

27.500 48.000

125.000

250 350 250 350 250 350

SON 70W SON 250W SON 400W

E27/27 E40/45 E40/45

220 220 220

198 198 198

198 198 198

90 100 105

0,98 3,00 4,45

5.600 26.500 49.000

250 350 250 350 250 350

* À zero hora, entre –30°C e +20°C. **Após 100 horas de funcionamento

61

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:

62

Potência útil absorvida (kW)

Fator de potência (cos )

Potência do Transformador (kVA)

800 0,50 1600 800 0,80 1000 800 0,92 900 800 1,00 800

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 .

63

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:

F*PP total.atcapacreat [ Equação 1 ]

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:

F*aargc%*P

P total.atcapacreat [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;

64

- 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:

65

%3,34100*95,0

77,01100*

2cos

1cos1%P

22

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.

66

Tabela 6.1 – Fator Multiplicador F em função do fator de potência desejado e do fator de potência existente

Fator de potência original

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

0,50 0,982 1,008 1,034 1,060 1,086 1,112 1,139 1,165 1,192 1,220 1,248 1,276 1,306 1,337 1,369 1,403 1,442 1,481 1,529 1,590 1,732 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55

0,937 0,893 0,850 0,809 0,769

0,962 0,919 0,876 0,835 0,795

0,989 0,945 0,902 0,861 0,821

1,015 0,971 0,928 0,887 0,847

1,041 0,997 0,954 0,913 0,873

1,067 1,023 0,980 0,939 0,899

1,094 1,050 1,007 0,966 0,926

1,120 1,076 1,033 0,992 0,952

1,147 1,103 1,060 1,019 0,979

1,175 1,131 1,088 1,047 1,007

1,203 1,159 1,116 1,075 1,035

1,231 1,187 1,144 1,103 1,063

1,261 1,217 1,174 1,133 1,090

1,292 1,2481,205 1,164 1,124

1,324 1,280 1,237 1,196 1,156

1,358 1,314 1,271 1,230 1,190

1,395 1,351 1,308 1,267 1,228

1,436 1,392 1,349 1,308 1,268

1,484 1,440 1,397 1,356 1,316

1,544 1,500 1,457 1,416 1,377

1,087 1,643 1,600 1,559 1,519

0,56 0,57 0,58 0,59 0,60

0,730 0,692 0,655 0,618 0,584

0,756 0,718 0,681 0,644 0,610

0,782 0,744 0,707 0,670 0,636

0,808 0,770 0,733 0,696 0,662

0,834 0,796 0,759 0,722 0,688

0,860 0,822 0,785 0,748 0,714

0,887 0,849 0,812 0,775 0,741

0,913 0,875 0,838 0,801 0,767

0,940 0,902 0,865 0,828 0,794

0,968 0,930 0,893 0,856 0,822

0,996 0,958 0,921 0,884 0,850

1,024 0,986 0,949 0,912 0,878

1,051 1,013 0,976 0,943 0,905

1,085 1,047 1,010 0,973 0,939

1,117 1,079 1,042 1,005 0,971

1,151 1,113 1,076 1,039 1,005

1,189 1,151 1,114 1,077 1,043

1,229 1,191 1,154 1,117 1,083

1,277 1,239 1,202 1,165 1,131

1,338 1,300 1,263 1,226 1,192

1,480 1,442 1,405 1,368 1,334

0,61 0,62 0,63 0,64 0,65

0,549 0,515 0,483 0,450 0,419

0,575 0,541 0,509 0,476 0,445

0,601 0,567 0,535 0,502 0,471

0,627 0,593 0,561 0,528 0,497

0,653 0,619 0,587 0,554 0,523

0,679 0,645 0,613 0,580 0,549

0,706 0,672 0,640 0,607 0,576

0,732 0,698 0,666 0,633 0,602

0,759 0,725 0,693 0,660 0,629

0,787 0,753 0,721 0,688 0,657

0,815 0,781 0,749 0,716 0,685

0,843 0,809 0,777 0,744 0,713

0,870 0,836 0,804 0,771 0,740

0,904 0,870 0,838 0,805 0,774

0,936 0,902 0,870 0,837 0,806

0,970 0,936 0,904 0,871 0,840

1,008 0,974 0,942 0,909 0,878

1,048 1,014 0,982 0,949 0,918

1,096 1,062 1,030 0,997 0,966

1,157 1,123 1,091 1,056 1,027

1,299 1,265 1,233 1,200 1,169

0,66 0,67 0,68 0,69 0,70

0,388 0,358 0,329 0,299 0,270

0,414 0,384 0,355 0,325 0,296

0,440 0,410 0,381 0,351 0,322

0,466 0,436 0,407 0,377 0,348

0,492 0,462 0,433 0,403 0,374

0,518 0,488 0,459 0,429 0,400

0,545 0,515 0,486 0,456 0,427

0,571 0,541 0,512 0,482 0,453

0,598 0,568 0,539 0,509 0,480

0,626 0,596 0,567 0,537 0,508

0,654 0,624 0,595 0,565 0,536

0,682 0,652 0,623 0,593 0,564

0,709 0,679 0,650 0,620 0,591

0,743 0,713 0,684 0,654 0,625

0,775 0,745 0,716 0,686 0,657

0,809 0,779 0,7500,720 0,691

0,847 0,817 0,788 0,758 0,729

0,887 0,857 0,828 0,798 0,769

0,935 0,905 0,876 0,840 0,811

0,996 0,966 0,937 0,907 0,878

1,138 1,108 1,079 1,049 1,020

0,71 0,72 0,73 0,74 0,75

0,242 0,213 0,186 0,159 0,132

0,268 0,239 0,212 0,185 0,158

0,294 0,265 0,238 0,211 0,184

0,320 0,291 0,264 0,237 0,210

0,346 0,317 0,290 0,263 0,236

0,372 0,343 0,316 0,289 0,262

0,399 0,370 0,343 0,316 0,289

0,425 0,396 0,369 0,342 0,315

0,452 0,423 0,396 0,369 0,342

0,480 0,451 0,424 0,397 0,370

0,508 0,479 0,452 0,425 0,398

0,536 0,507 0,480 0,453 0,426

0,563 0,534 0,507 0,480 0,453

0,597 0,568 0,541 0,514 0,487

0,629 0,600 0,573 0,546 0,579

0,663 0,634 0,607 0,580 0,553

0,701 0,672 0,645 0,618 0,591

0,741 0,712 0,685 0,658 0,631

0,783 0,754 0,727 0,700 0,673

0,850 0,821 0,794 0,767 0,740

0,992 0,963 0,936 0,909 0,882

0,76 0,77 0,78 0,79 0,80

0,105 0,079 0,053 0,026 0,000

0,131 0,105 0,079 0,052 0,026

0,157 0,131 0,105 0,078 0,052

0,183 0,157 0,131 0,104 0,078

0,209 0,183 0,157 0,130 0,104

0,235 0,209 0,183 0,153 0,130

0,262 0,236 0,210 0,183 0,157

0,288 0,262 0,236 0,209 0,183

0,315 0,289 0,263 0,236 0,210

0,343 0,317 0,291 0,264 0,238

0,371 0,345 0,319 0,292 0,266

0,399 0,373 0,347 0,320 0,294

0,426 0,400 0,374 0,347 0,321

0,460 0,434 0,408 0,381 0,355

0,492 0,466 0,440 0,403 0,387

0,526 0,500 0,474 0,447 0,421

0,564 0,538 0,512 0,485 0,459

0,604 0,578 0,552 0,525 0,499

0,652 0,620 0,594 0,567 0,541

0,713 0,686 0,661 0,634 0,608

0,855 0,829 0,803 0,776 0,750

0,81 0,82 0,83 0,84 0,85

0,000 0,026 0,000

0,052 0,026 0,000

0,078 0,052 0,026 0,000

0,104 0,078 0,052 0,026 0,000

0,131 0,105 0,079 0,053 0,027

0,157 0,131 0,105 0,079 0,053

0,184 0,158 0,132 0,106 0,080

0,212 0,186 0,160 0,134 0,108

0,240 0,214 0,188 0,162 0,136

0,268 0,242 0,216 0,190 0,164

0,295 0,269 0,243 0,217 0,191

0,329 0,303 0,277 0,251 0,225

0,361 0,335 0,309 0,283 0,257

0,395 0,369 0,343 0,317 0,291

0,433 0,407 0,381 0,355 0,329

0,473 0,447 0,421 0,395 0,369

0,515 0,496 0,463 0,437 0,417

0,582 0,556 0,536 0,504 0,476

0,724 0,696 0,672 0,645 0,620

0,86 0,87 0,88 0,89 0,90

0,026 0,053 0,027

0,081 0,055 0,028

0,109 0,082 0,056 0,028

0,137 0,111 0,084 0,056 0,028

0,167 0,141 0,114 0,086 0,058

0,198 0,172 0,145 0,117 0,089

0,230 0,204 0,177 0,149 0,121

0,265 0,238 0,211 0,183 0,155

0,301 0,275 0,248 0,220 0,192

0,343 0,317 0,290 0,262 0,234

0,390 0,364 0,337 0,309 0,281

0,451 0,425 0,398 0,370 0,342

0,593 0,567 0,540 0,512 0,484

0,91 0,92 0,93 0,94 0,95

0,30 0,061 0,031

0,093 0,063 0,032

0,127 0,097 0,068 0,034

0,164 0,134 0,103 0,071 0,037

0,206 0,176 0,145 0,113 0,079

0,253 0,223 0,192 0,160 0,126

0,314 0,284 0,253 0,221 0,187

0,456 0,426 0,395 0,363 0,328

0,96 0,97 0,98 0,99

0,042 0,089 0,047

0,149 0,108 0,061

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.

67

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 dividindo-se 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".

68

Tabela 7.1 – Fator de Demanda (fd) Potência (kVA) fd

0<P1 1 0,88 1<P1 2 0,75 2<P1 3 0,66 3<P1 4 0,59 4<P1 5 0,52 5<P1 6 0,45 6<P1 7 0,40 7<P1 8 0,35 8<P1 9 0,31 9<P1 10 0,27

10<P1 0,24

Sabendo que: 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:

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); fd = 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 fd = 0,35 c) cálculo da potência relativa a TUE's (tomadas de uso especial):

- 2 chuveiros = 2 * 5400 = 10800VA

ILUMINAÇÃOs'TUG1 PPP [Equação 1]

df*açãominIlus'TUGs'TUEPDM [Equação 2]

69

- 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) * fd] 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: 10mm2(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. Tabela 7.2 – Dimensionamento de Entradas de Serviço (NTC 9-01100, COPEL)

DIMENSIOMENTO

CA

TE

GO

RIA

DE

MA

ND

A M

ÁX

IMA

PR

EV

IST

A

(kW

A)

CA

RG

A I

NS

TA

LA

DA

(kW

)

DIS

JUN

TO

R (

A)

Condutores Eletroduto

do ramal de entrada

Ramal de Ligação

Ramal de entrada

embutido ou

subterrâneo

Aterramento

PV

C

Ф n

om

ina

l

Aço

-Ca

rbo

no Ф

Inte

rno

mín

imo

kWh

kvar

h

Re

laçã

o d

e T

C

xx-5

A

Me

did

or

Tra

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r (T

C)

Dis

jun

tor

Nú

me

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e fio

s

Nú

me

ro d

e e

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ento

s

Co

rre

nte

no

min

al

má

xim

a (

A)

Cobre Alumínio Cobre Cobre Aço-

Cobre

mm2 mm2 AWG mm2 mm2 AWG mm mm

12 6 6 50 10 16 6 10 10 8 25 21 x - - AN - - 2 1 15/100 14 9 9 70 10 16 4 16 16 4 25 21 x - - AN - - 2 1 15/100

19 Nota 2 10(5)

Nota 2 10 (5)

40 10 16 6 10 10 8 25 21 x - - AN - - 3 1 15/100

22 Nota 2 15 (10)

- 70 10 16 4 16 16 4 32 25 x - - AN - - 3 1 15/100

Nota 1 25

Nota 2 22 (15)

- 100 16 25 2 25 16 4 40 33 x - - CN - - 3 1 15/100

28 11 - 50 10 16 6 10 10 8 25 21 x - - CN - - 3 2 15/120 30 15 - 70 10 16 4 25 16 4 40 33 x - - CN - - 3 2 15/120 36 19 - 50 10 16 6 10 10 8 25 21 x Nota 5 - CN - - 4 3 15/120 38 26 - 70 10 16 4 25 16 4 40 33 x Nota 5 - CN - - 4 3 15/120 41 38 - 100 16 25 2 35(25) 16 4 40 33 x Nota 5 - CN - - 4 3 15/120

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

Nota 9 30/200 2.5/10

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

Nota 9 30/200 2.5/10

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

Nota 9 30/200 2,5/10

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: Onde: PDM = provável demanda máxima da unidade consumidora (kVA);

df*açãominIlus'TUGs'TUEPDM [Equação 3]

70

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); fd = 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. 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: 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.

açãominIlus'TUEs'TUGPDM condomínio

T1aptos D*FD

)DD(*2,1D condomaptosedif [Equação 5]

[Equação 6]

71

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)

ATENDIMENTO DIMENSIONAMENTO LIMITAÇÕES

Cat

egor

ia

Dem

anda

máx

ima

prev

ista

(kW

A)

Dis

junt

or (

A)

N°

de F

ases

Ramal Alimentador das unidades consumidoras

Capacidade máxima em aparelhos de ar condicionado (cv)

Capacidade máxima em aparelhos de Raio X (kVA)

Condutores Cobre (mm2)

Eletroduto Ф interno

(mm) F/N F/F Trifásico F/N F/F Trifásico

10 3 30 1 6 25 1 - - 0,75 - - 11 5 40 1 10 25 2 - - 0,75 - - 12 6 50 1 10 25 2 - - 0,75 - - 14 9 70 1 16 25 2 - - 3 - - 27 9 40 2 10 25 2 3 - 0,75 1,5 - 28 11 50 2 10 25 2 3 - 0,75 1,5 - 30 15 70 2 25 33 2 7,5 - 3 5 - 35 15 40 3 10 25 2 3 10 0,75 1,5 3 36 19 50 3 10 25 2 3 10 0,75 1,5 3 38 26 70 3 25 (16) 50 2 7,5 20 3 5 12 41 38 100 3 35 (25) 50 3 10 25 6,5 10 20 42 48 125 3 50 (35) 50 7,5 12,5 30 6,5 10 20 43 57 150 3 70 (50) 62 7,5 12,5 40 6,5 20 32 44 67 175 3 95 (70) 78 7,5 12,5 50 6,5 20 32 45 76 200 3 95 (70) 78 7,5 12,5 50 6,5 20 50

72

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

eman

da m

áxim

a pr

evis

ta (

kWA

)

Cor

rent

e se

cund

ária

m

áxim

a (A

)

CONDUTORES E ELETRODUTOS

Dis

junt

or d

e pr

oteç

ão

gera

l (A

)

Ramal de ligação Ramal de entrada

Ramal alimentador do Q.G.D

Aterramento

Fases/Neutro Eletroduto Ф interno Fases/Neutro

Eletroduto Ф

interno (mm)

Condutor Cobre mm2

Eletroduto PVC

Ф nominal (mm)

Cobre mm2

Alumínio AWG

Cobre mm2

AlumínioAWG/ MGM

No Poste (mm)

No Solo (mm)

Cobre mm2

15 40 10 *8

6 10 *8

6 33 33 10 *8

33 10 *8

20 40

26 70 16 *6

4 25 (16) *4 (6)

2 50 50 25 (16) *4 (6)

50 16 *4

20 70

38 100 25 *4

2 35 (25) *1/0 (2)

1/0 50 50 35(25) *1/0 (2)

50 16 *4

20 100

48 125 35 *2

2 50(35) *1/0 (2)

3/0 62 62 50 (35) *1/0 (2)

62 25 *4

20 125

57 150 50

*1/0 1/0

70(50) *3/0(2/0)

250 62 62 70(50)

*3/0 (2/0) 62

35 *1/0

20 150

67 175 70

*2/0 2/0

95(70) *250(3/0)

300 78 78 95 (70)

*250 (3/0) 78

50 *1/0

20 175

75 200 70

*2/0 2/0

95(70) *250(3/0)

350 78 78 95 (70)

*250 (3/0) 78

50 *1/0

20 200

112,5

295 - - - 2x4/0 125 Nota 5 2x100

2x120 (2x70) *2x4/0(2x2/0)

91 50

*1/0 20 300

150 394 - - - 2x350 125 Nota 5 2x100

2x150 (2x95) *2x400(2x4/0)

125 70

*2/0 25 400

225 590 - - - 3x350 2x125 Nota 5 3x100

3x185 (3x70) *3x400(3x3/0)

2x125 95

*3/0 25 600

300 787 - - - 4x350 2x125 Nota 5 4x100

4x185 (4x70) *4x400(4x3/0)

2x125 95

*3/0 25 800

500 131

5 - - - 4x350 - -

4x400 (4x150) *4x800(4x400)

4x125 95

*3/0 -

1400

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 entrada inferior a 15m, os condutores deste ramal poderão ter bitolas de 70 ( 50) e 95 ( 70) mm2 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.

73

Tabela 7.5 - Fator de Diversidade em Função do Número de Apartamentos do Edifício. N° apto F.div N° apto F.div N° apto F.div N° apto F.div N° apto F.div N° apto F.div 1 1,00 51 35,90 101 63,59 151 74,74 201 80,89 251 82,73 2 1,96 52 36,46 102 63,84 152 74,89 202 80,94 252 82,74 3 2,92 53 37,02 103 64,09 153 75,04 203 80,99 253 82,75 4 3,88 54 37,58 104 64,34 154 75,19 204 81,04 254 82,76 5 4,84 55 38,14 105 64,59 155 75,34 205 81,09 255 82,77 6 5,80 56 38,70 106 64,84 156 75,49 206 81,14 256 82,78 7 6,76 57 39,26 107 65,09 157 75,64 207 81,19 257 82,79 8 7,72 58 39,82 108 65,34 158 75,79 208 81,24 258 82,80 9 8,68 59 40,38 109 65,59 159 75,94 209 81,29 259 82,81 10 9,64 60 40,94 110 65,84 160 76,09 210 81,34 260 82,82 11 10,42 61 41,50 111 66,09 161 76,24 211 81,39 261 82,83 12 11,20 62 42,06 112 66,34 162 76,39 212 81,44 262 82,84 13 11,98 63 42,62 113 66,59 163 76,54 213 81,49 263 82,85 14 12,76 64 43,18 114 66,84 164 76,69 214 81,54 264 82,86 15 13,54 65 43,74 115 67,09 165 76,84 215 81,59 265 82,87 16 14,32 66 44,30 116 67,34 166 76,99 216 81,64 266 82,88 17 15,10 67 44,86 117 67,59 167 77,14 217 81,69 267 82,89 18 15,88 68 45,42 118 67,84 168 77,29 218 81,74 268 82,90 19 16,66 69 45,98 119 68,09 169 77,44 219 81,79 269 82,91 20 17,44 70 46,54 120 68,34 170 77,59 220 81,84 270 82,92 21 18,04 71 47,10 121 68,59 171 77,74 221 81,89 271 82,93 22 18,65 72 47,66 122 68,84 172 77,89 222 81,94 272 82,94 23 19,25 73 48,22 123 69,09 173 78,04 223 81,99 273 82,95 24 19,86 74 48,78 124 69,34 174 78,19 224 82,04 274 82,96 25 20,46 75 49,34 125 69,59 175 78,34 225 82,09 275 82,97 26 21,06 76 49,90 126 69,79 176 78,44 226 82,12 276 83,00 27 21,67 77 50,46 127 69,99 177 78,54 227 82,14 277 83,00 28 22,27 78 51,02 128 70,19 178 78,64 228 82,17 278 83,00 29 22,88 79 51,58 129 70,39 179 78,74 229 82,19 279 83,00 30 23,48 80 52,14 130 70,59 180 78,84 230 82,22 280 83,00 31 24,08 81 52,70 131 70,79 181 78,94 231 82,24 281 83,00 32 24,69 82 53,26 132 70,99 182 79,04 232 82,27 282 83,00 33 25,29 83 53,82 133 71,19 183 79,14 233 82,29 283 83,00 34 25,90 84 54,38 134 71,39 184 79,24 234 82,32 284 83,00 35 26,50 85 54,94 135 71,59 185 79,34 235 82,34 285 83,00 36 27,10 86 55,50 136 71,79 186 79,44 236 82,37 286 83,00 37 27,71 87 56,06 137 71,99 187 79,54 237 82,39 287 83,00 38 28,31 88 56,62 138 72,19 188 79,64 238 82,42 288 83,00 39 28,92 89 57,18 139 72,39 189 79,74 239 82,44 289 83,00 40 29,52 90 57,74 140 72,59 190 79,84 240 82,47 290 83,00 41 30,12 91 58,30 141 72,79 191 79,94 241 82,49 291 83,00 42 30,73 92 58,86 142 72,99 192 80,04 242 82,52 292 83,00 43 31,33 93 59,42 143 73,19 193 80,14 243 82,54 293 83,00 44 31,94 94 59,98 144 73,39 194 80,24 244 82,57 294 83,00 45 32,54 95 60,54 145 73,59 195 80,34 245 82,59 295 83,00 46 33,10 96 61,10 146 73,79 196 80,44 246 82,62 296 83,00 47 33,66 97 61,66 147 73,99 197 80,54 247 82,64 297 83,00 48 34,22 98 62,22 148 74,19 198 80,64 248 82,67 298 83,00 49 34,78 99 62,78 149 74,39 199 80,74 249 82,69 299 83,00 50 35,34 100 63,34 150 74,59 200 80,84 250 82,72 300 83,00

74

Tabela 7.6 – Demanda de Apartamentos Residenciais (kVA) em Função da Área Útil. Área kVA (m2)

Área kVA (m2)

Área kVA (m2)

Área kVA (m2)

Área kVA (m2)

Área kVA (m2)

Área kVA (m2)

Área kVA (m2)

51 1,18 101 2,17 151 3,12 201 4,03 251 4,91 301 5,78 351 6,63 52 1,20 102 2,19 152 3,13 202 4,04 252 4,93 302 5,80 352 6,65 53 1,22 103 2,21 153 3,15 203 4,06 253 4,95 303 5,81 353 6,66 54 1,24 104 2,23 154 3,17 204 4,08 254 4,96 304 5,83 354 6,68 55 1,26 105 2,25 155 3,19 205 4,10 255 4,98 305 5,85 355 6,70 56 1,28 106 2,27 156 3,21 206 4,12 256 5,00 306 5,86 356 6,72 57 1,30 107 2,29 157 3,23 207 4,13 257 5,02 307 5,88 357 6,73 58 1,32 108 2,31 158 3,25 208 4,15 258 5,03 308 5,90 358 6,75 59 1,34 109 2,33 159 3,26 209 4,17 259 5,05 309 5,92 359 6,77 60 1,36 110 2,35 160 3,28 210 4,19 260 5,07 310 5,93 360 6,78 61 1,38 111 2,37 161 3,30 211 4,20 261 5,09 311 5,95 361 6,80 62 1,40 112 2,39 162 3,32 212 4,22 262 5,10 312 5,97 362 6,82 63 1,43 113 2,40 163 3,34 213 4,24 263 5,12 313 5,98 363 6,83 64 1,45 114 2,42 164 3,36 214 4,26 264 5,14 314 6,00 364 6,85 65 1,47 115 2,44 165 3,37 215 4,28 265 5,16 315 6,02 365 6,87 66 1,49 116 2,46 166 3,39 216 4,29 266 5,17 316 6,04 366 6,88 67 1,51 117 2,48 167 3,41 217 4,31 267 5,19 317 6,05 367 6,90 68 1,53 118 2,50 168 3,43 218 4,33 268 5,21 318 6,07 368 6,92 69 1,55 119 2,52 169 3,45 219 4,35 269 5,23 319 6,09 369 6,9320 1,00 70 1,57 120 2,54 170 3,47 220 4,36 270 5,24 320 6,10 370 6,9521 1,00 71 1,59 121 2,56 171 3,48 221 4,38 271 5,26 321 6,12 371 6,9722 1,00 72 1,61 122 2,57 172 3,50 222 4,40 272 5,28 322 6,14 372 6,9823 1,00 73 1,63 123 2,59 173 3,52 223 4,42 273 5,29 323 6,16 373 7,0024 1,00 74 1,65 124 2,61 174 3,54 224 4,44 274 5,31 324 6,17 374 7,0225 1,00 75 1,67 125 2,63 175 3,56 225 4,45 275 5,33 325 6,19 375 7,0326 1,00 76 1,69 126 2,65 176 3,57 226 4,47 276 5,35 326 6,21 376 7,0527 1,00 77 1,71 127 2,67 177 3,59 227 4,49 277 5,36 327 6,22 377 7,0728 1,00 78 1,73 128 2,69 178 3,61 228 4,51 278 5,38 328 6,24 378 7,0929 1,00 79 1,75 129 2,71 179 3,63 229 4,52 279 5,40 329 6,26 379 7,1030 1,00 80 1,76 130 2,73 180 3,65 230 4,54 280 5,42 330 6,27 380 7,1231 1,00 81 1,78 131 2,74 181 3,67 231 4,56 281 5,43 331 6,29 381 7,1432 1,00 82 1,80 132 2,76 182 3,68 232 4,58 282 5,45 332 6,31 382 7,1533 1,00 83 1,82 133 2,78 183 3,70 233 4,59 283 5,47 333 6,33 383 7,1734 1,00 84 1,84 134 2,80 184 3,72 234 4,61 284 5,49 334 6,34 384 7,1935 1,00 85 1,86 135 2,82 185 3,74 235 4,63 285 5,50 335 6,36 385 7,2036 1,00 86 1,88 136 2,84 186 3,76 236 4,65 286 5,52 336 6,38 386 7,2237 1,00 87 1,90 137 2,86 187 3,77 237 4,67 287 5,54 337 6,39 387 7,2438 1,00 88 1,92 138 2,88 188 3,79 238 4,68 288 5,55 338 6,41 388 7,2539 1,00 89 1,94 139 2,89 189 3,81 239 4,70 289 5,57 339 6,43 389 7,2740 1,00 90 1,96 140 2,91 190 3,83 240 4,72 290 5,59 340 6,44 390 7,2941 1,00 91 1,98 141 2,93 191 3,85 241 4,74 291 5,61 341 6,46 391 7,3042 1,00 92 2,00 142 2,95 192 3,86 242 4,75 292 5,62 342 6,48 392 7,3243 1,01 93 2,02 143 2,97 193 3,88 243 4,77 293 5,64 343 6,50 393 7,3444 1,03 94 2,04 144 2,99 194 3,90 244 4,79 294 5,66 344 6,51 394 7,3545 1,05 95 2,06 145 3,01 195 3,92 245 4,81 295 5,68 345 6,53 395 7,3746 1,08 96 2,08 146 3,02 196 3,94 246 4,82 296 5,69 346 6,55 396 7,3947 1,10 97 2,10 147 3,04 197 3,95 247 4,84 297 5,71 347 6,56 397 7,4048 1,12 98 2,12 148 3,06 198 3,97 248 4,86 298 5,73 348 6,58 398 7,4249 1,14 99 2,14 149 3,08 199 3,99 249 4,88 299 5,74 349 6,60 399 7,4450 1,16 100 2,16 150 3,10 200 4,01 250 4,89 300 5,76 350 6,61 400 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 134m2 (tipo B). As cargas previstas para cada tipo de apartamento são: - Apartamento tipo A (80m2):

- 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 (134m2): - 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;

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- 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 (80m2): 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<P1 3kVA fd=0,66 e) PDM = TUE's + [( TUG's + Iluminação) * fd]

PDM = 10900 + [(2100 + 700) * 0,66] PDM = 12748VA

f) definição da categoria de atendimento do apartamento tipo A (80ml) : - pela tabela 7.3, obtemos as especificações: categoria 30, disjuntor 70A, N° de fases: 2, ramal

com condutores de cobre de 25mm2 e eletroduto de diâmetro interno 33mm. 1.2) apartamento tipo b (134m2): a) TUE's = 2*5400+3000+2*2500 = 18800VA

b) TUG's = 2800VA

c) Iluminação = 1100VA d) fator de demanda (fd):

P1 = Piluminação + TUG's = 2800 + 1100 = 3900VA

3 < Pl 4kVA fd = 0,59 e) PDM = TUE's + [( TUG's + Iluminação) * fd]

PDM = 18800 + [(2800 + 1100) * 0,59] PDM = 21101VA

f) definição da categoria de atendimento do apartamento tipo B (134m2):

- pela tabela 7.3, obtemos as especificações: categoria 38, disjuntor 70A, N° de fases: 3, ramal com condutores de cobre de 25(16)mm2 e eletroduto de diâmetro interno 50mm.

2) cálculo da provável demanda máxima do condomínio: para o condomínio considera-se como

provável demanda máxima a própria carga instalada (CI); CI = 10*736 + 3*736 + 10300 + 1100 + 5400 CI = 26368VA = DCONDOM

3) cálculo da provável demanda máxima do edifício: DEDIF = 1,2 * (DAPTOS + DCONDOM) 3.1) demanda dos apartamentos: quando calculamos a demanda total do edifício, não devemos simplesmente somar a demanda calculada de cada apartamento, pois isto resultaria num resultado elevado e absurdo, em termos práticos. Portanto, a demanda dos apartamentos será:

DAPTOS = F1 * DT

- 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

= 134m2) temos: DT = 2,80kV A

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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 295A, ramal alimentador do QGD 2x120mm2 por fase e 2x70mm2 para o neutro, eletroduto de diâmetro interno de 91mm, aterramento com condutor de cobre de 50 mm2 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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8 Referência Bibliográfica

1 - 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

2 – CREDER, Hélio - Instalações Elétricas, 15ªed., Riode Janeiro: LTC, 2007. 3 – LIMA FILHO, Domigos Leite – Projetos de Instalações Elétricas Prediais, São Paulo: Érica,

1997. 4 - Catálogos Técnicos

Projetos Elétricos 1 - Corrigido

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