ELETROTECNICA Sistema de energia eltrica e1 Distribuio de energia eltrica em baixa tenso ca e a

Para a grande maioria dos consumidores a convivncia diria com a energia eltrica se d na baixa tenso, e a e a a da a importncia de comearmos por este assunto. a c As instalaes eltricas de baixa tenso so instalaes cuja tenso nominal igual ou inferior a 1.000 co e a a co a e volts em corrente alternada, com frequncias inferiores a 10 kHz, ou a 1.500 volts em corrente cont e nua. Para quem se interessar mais profundamente pelo assunto recomenda-se consultar a norma NB-3 Instalaoes Eltricas de Baixa Tenso - Procedimentos - NBR 5410/90 (ou o livro Instalaoes c e a c Eltricas do Ademaro A. M. B. Cotrim, MAKRON Books do Brasil Editora Ltda): e prdios residenciais; e estabelecimentos industriais; estabelecimentos agropecurios e hortigrangeiros; a prdios pr-fabricados; e e trailers, campings, marinas e anlogos; a canteiro de obras, feiras, locais de exposio e outras instalaes temporrias. ca co a As instalaes eltricas de baixa tenso podem ser alimentadas de vrias maneiras: co e a a (a) diretamente, por uma rede pblica de baixa tenso, atravs de um ramal de ligao; o caso t u a e ca e pico de prdios residenciais, comerciais ou industriais de pequeno porte; e (b) a partir de uma rede pblica de alta tenso, por intermdio de uma subestao ou transformador u a e ca exclusivo, de propriedade da concessionria; o caso t a e pico de prdios residenciais e/ou comerciais e de grande porte; (c) a partir de uma rede pblica de alta tenso, por intermdio de uma subestao ou transformador u a e ca de propriedade do consumidor; o caso t e pico de prdios industriais e propriedades com atividades e agro-industriais; (d) por fonte autnoma, como o caso t o e pico de instalaes situadas fora de zonas sevidas por concessico onrias. a A entrada de servio o conjunto de equipamentos, condutores e acessrios instalados entre o ponto c e o de derivaao da rede da concessionria e a proteo e medio, inclusive. c a ca ca O ponto de entrega o ponto at o qual a concessionria se obriga a fornecer a energia eltrica, e e a e paericipando dos investimentos necessrios, bem como responsabilizando-se pela execuo dos sevios, a ca c pela operao e pela manuteno. A entrada consumidora o conjunto de equipamentos acessrios ca ca e o instalados entre o o ponto de entrega e a proteo e medio, inclusive. ca ca O ramal de ligaao o conjunto de condutores e acessrios instalados entre o ponto de derivaao da c e o c rede da concessionria e o ponto de entrega. a O ramal de entrada o conjunto de condutores e acessrios instalados entre o ponto de entrega e a e o proteo e medio. ca ca A Figura 1 mostra o esquema bsico da entrada de servio. a c

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

2

Rede da concessionria Ponto de derivao

Ramal de ligao

Ramal de entrada

Entrada consumidoraFigura 1: Esquema bsico da entrada de servio a c

1.1

Equipamentos de utilizao ca

Os equipamentos de utilizao podem ser classicados em trs grandes categorias: os aparelhos de ca e iluminao, os equipamentos industriais e os equipamentos no industriais. ca a Os aparelhos de iluminao esto presentes em todos os tipos de locais e podem ser classicados em: ca a (a) aparelhos incandescentes (lmapadas incandescentes); a (b) aparelhos de descarga (lmpadas uorescentes, a vapor de merc rio, a vapor de sdio, etc.). a u o Os equipamentos industriais so os utilizados na area de produo das indstrias e pode ser classia ca u cados em: (a) equipamentos de fra motriz, incluindo compressores; ventiladores, bombas, elevadores, guindastes, o c pontes rolantes; correias transportadoras, etc; (b) mquinas-ferramentas, com tornos, frezas, mquinas operatrizes, etc.; a a (c) fornos eltricos; e (d) caldeiras eltricas; e (e) equipamentos de solda eltrica; e (f) equipamentos de converso. a Os equipamentos no-industriais so utilizados em locais comerciais, institucionais, residenciais etc. e a a em indstrias fora das areas de produo (escritrios, laboratrios, depsitos etc). Podem ser classicados u ca o o o em: (a) aparelhos eletrodomsticos; e (b) aparelhos eletroprossionais (mquiana de escrever, microcomputadores, equipamentos de processaa mento de dados); (c) equipamentos de ventilao, aquecimento e ar condicionado; ca (d) equipamentos hidrulicos e sanitrios; a a (e) equipamentos de aquecimento de agua; (f) equipamentos de transporte vertical (elevadores, escadas rolantes); (g) equipamentos de cozinha e lavanderia.

Medio

Ponto de entrega

Proteo

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

3

1.2

Equipamentos a motor

Os equipamentos a motor constituem a maior parte dos equipamentos industriais e boa parte dos equipamentos no-industriais. Neles so utilizados motores de corrente alternada, motores de corrente a a cont nua e motores universais. Os motores de corrente cont nua so de custo elevado e necessitam da fonte de corrente cont a nua, podendo funcionar com velocidade ajustvel numa larga faixa. Sa usados em equipamentos onde se a o exigem controles de grande preciso e exibilidade. a Os motores de corrente alternada so os mais usados, uma vez que a fonte de corrente alternada a a mais comum. Os motores s e ncronos so usados onde se necessita de velocidade constante. Os a motores de induo funcionam com velocidade praticamente constante, variando ligeiramente com a ca carga mecnica aplicada no eixo. Devido a sua grande robustez e baixo custo, so os motores mais a a utilizados, principalmente os tipos gaiola. So adequados para a maioria dos equipamentos encontrados a na prtica. a

1.3

Sistemas e tenses de fornecimento o

O fornecimento de energia eltrica feito em tenso secundria de distribuio para as instalaes com e e a a ca co cargas de no mximo 75 kW. As carga superiores a este valor so atendidas na tenso primria de a a a a distribuio (n 15 kV). ca vel A energia eltrica, nas areas de concesso da ELET ROP AU LO (Metropolitana e Bandeirantes), e a ELEKT RO (antiga CESP) e CP F L, e fornecida nas tenses o secundrias a nominais indicadas no Quadro 1 e na Figura 3 que se seguem.Estrela com neutro Tenso Concessionria ELETROPAULO ELEKTRO CPFL 127 220 220 380 Triangulo com neutro 115 230

X X X X (1) X (3)

X X (2)

(1) Parte do municpio de So Joo da Boa Vista (2) Ilha Bela (3) Municpios de Lins e Piratininga

Figura 2: Sistemas e tenses de fornecimento o

Sistemas e tenses nominais de fornecimento

Vf

Vl

fase Estrela com neutro

Vl fase V l Vf Vlfase neutro

127 220

Vf

220 380

Vf

Triangulo com neutro

fase

Vlfase neutro fase

Vf Vf

Vl Vl

115 230

Figura 3: Sistemas e tenses de fornecimento o

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

4

1.4

Tipos de atendimento

Nas reas de concesso das empresas do estado de So Paulo so trs os tipos de atendimento, a saber: a a a a e Tipo A - dois os, uma fase e neutro Tipo B - trs os, duas fases e neutro e Tipo C - quatro os, trs fases e neutro e mostradas respectivamente nas Figuras 4, 5 e 6.

Figura 4: Tipo A - dois os, uma fase e neutro

Figura 5: Tipo B - trs os, duas fases e neutro e

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

5

Figura 6: Tipo C - quatro os, trs fases e neutro e

1.4.1

Tipo A - dois os (fase e neutro)

a) No sistema estrela com neutro Aplicado a instalao com carga instalada at 12 kW para tenso de fornecimento de 127` ca e a 220 V, e at 15 kW para tenso de fornecimento 220-380. No permitida, neste tipo de e a a e atendimento a instalao de aparelhos de raio X e mquinas de solda a transformador. ca a b) No sistema delta com neutro Aplicado a instalao com carga instalada at 5 kW. ` ca e 1.4.2 Tipo B - trs os (duas fases e neutro) e

a) No sistema estrela com neutro Aplicado a instalao com carga instalada acima 12 kW at 25 kW para tenso de fornecimento ` ca e a de 127-220 V, e acima 15 kW at 25 kW para tenso de fornecimento 220-380 V. No e a a e permitida, neste tipo de atendimento a instalao de aparelhos de raio X da classe de 220 V ca com potncia superior a 1.500 W e mquinas de solda a transformador classe 127 V com mais e a de 2kVA ou da classe 220 V com mais de 10 kVA. b) No sistema delta com neutro Aplicado a instalao com carga instalada acima de 5 kW. ` ca 1.4.3 Tipo C - quatro os (trs fases e neutro) e

a) No sistema estrela com neutro Aplicado a instalao com carga instalada acima 25 kW at 75 kW para tenso de fornecimento ` ca e a de 127-220 V, e acima 25 kW at 75 kW para tenso de fornecimento 220-380 V. No e a a e permitida, neste tipo de atendimento a instalao de aparelhos de raio X da classe de 220 V ca com potncia superior a 1.500 W ou trifsicos com potncia superior a 20 kVA e mquinas de e a e a solda a transformador classe 127 V com mais de 2kVA, da classe 220 V com mais de 10 kVA ou mquina de solda trifsica com reticao em ponte, com potncia superior a 30 kVA. a a ca e b) No sistema delta com neutro Aplicado a instalao com carga instalada acima de 5 kW. ` ca Exemplo de um quadro de distribuio secundria ca a

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

6

Figura 7: Quadro de distribuio ca

1.5

Demanda e curva de carga

Consideremos uma instalao predial qualquer (industrial, comercial, residencial etc.). A potncia eltrica ca e e por ela consumida, isto , a potncia ativa, extremamente varivel, funo do nmero de cargas ligadas e e e a ca u e da potncia consumida por cada uma delas, a cada instante. Para a anlise de uma instalao mais e a ca e conveniente trabalhar com valor mdio da potncia; utiliza-se a demanda, D, que o valor mdio da e e e e potncia ativa, P , em um intervalo de tempo t especicado (geralmente 0,25 h), isto : e e D= 1 tt+t

P dtt

(1)

como ilustra a Figura 8. A denio dada na Equao 1 indica que a demanda medida em unidades de potncia ativa (W , ca ca e e kW ). Podemos tambm denir uma demanda reativa, DQ (V Ar, kV Ar) e uma demanda aparente, DS e (V A, kV A). A rea entre a curva P(t) e o eixo dos tempos , evidentemente, a energia consumida pela instalao a e ca no intervalo considerado. Na Figura 8 pela prpria denio de demanda, temos que a rea hachurada o ca a e energia E consumida durante t, isto , e E = Dt (2)

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

7

P(kW) P(t) D

0

11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 E(kWh) = D. t 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000 11111 00000t

t

Figura 8: Denio de demanda ca Chamamos de curva de carga a curva que d a demanda em funo do tempo, D = D(t), para um a ca dado per odo T. Como podemos ver na Figura 9, ela ser, na realidade, constitu por patamares, sendo, a da no entanto, mais comum apresent-la como uma curva, resultando da unio dos pontos mdio das bases a a e superiores do retngulo de largura t. aD DM D(t)

0

t

t

.

Figura 9: Curva de carga Para um per odo T, a ordenada mxima da curva dene a demanda mxima, DM . A energia total a a a a e consumida no per odo, ET , ser medida pela rea entre a curva e o eixo dos tempos, isto :T

ET =

Ddt0

(3)

a a e odo T e cuja A demanda mdia Dm , ser denida como a altura de de um retngulo cuja base o per e a rea a energia total ET (Figura 10), ou seja: e ET (4) Dm = T

1.6

Medio da energia eltrica ca e

A medio da energia eltrica necessria para possibilitar a concessionria o faturamento adequado da ca e e a ` a quantidade de energia eltrica consumida por cada usurio, dentro de uma tarifa pr-estabelecida. O inse a e trumento que possibilita esta medio o medidor de energia eltrica, conhecido popularmente como ca e e relgio de luz. E um aparelho eletromecnico constitu o a do, essencialemente, pelos seguintes componentes: a) Bobina de tenso (ou de potencial) altamente indutiva, com muitas espiras de o no de cobre, para a ser ligada em paralelo com a carga; b) Bobina de corrente, alatamente indutiva, com poucas espiras de o grosso de cobre, para ser ligada em srie com a carga; e c) N cleo de material ferromagntico (ferrosil u e cio), laminados e justapostas, mas isoladas entre s ; d) Conjunto mvel ou rotor constitu de disco de alum o do nio de alta condutividade, com liberdade para girar em torno do seu eixo de suspenso, ao qual solidrio; a e a

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

8

D(kW) P instal. DM

Dm

E

T

0

t(h)T

Figura 10: Curva de carga e potncia instalada e e) Ao eixo est xado um parafuso-sem-m que aciona um sistema mecnico de engrenagens que registra, a a num mostrador, a energia eltrica consumida (vide Figura 12); e f ) a permanente para produzir um conjugado frenador no disco. Im A ligao de um medidor monofsico mostrada na Figura 11. ca a e

Medidor BC BP Carga Fonte1.6.1 Caso-exemplo:

BC - Bobina de Corrente BP - Bobina de PotencialFigura 11: Ligao de um medidor monofsico ca a A Figura 12 ilustra um mostrador composto por quatro relgios, cuja leitura deve ser feita da seguinte o maneira: A leitura deve ser iniciada pelo relgio localizado ` esquerda (relgio 4); o a o O ponteiro dos relgios giram no sentido crescente dos nmeros; o u Para afetuar a leitura anote o ultimo n mero ultrapassado pelo ponteiro de cada um dos relgios; u o Para clculo do gasto mensal de energia deve-se subtrair a leitura do ms anterior da leitura do ms a e e atual; Repare que o sentido dos ponteiros anti-horrio e horrio alternadamente, partindo do relgio a e a a o ` esquerda (relgio 4). o

Vamos supor que a Figura 12 mostra a leitura do ms atual e que a Figura 13 do ms anterior. Determine e e o gasto mensal da energia eltrica. e

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

9

1 2 3 4

0

9 8 7 8 7

9

0

1 2 3 2 3

1

0

9 8 7 8 7

9

0

1 2 3

5

6

6

5

4

4

5

6

6

5

4

4

3

2

1

Figura 12: Mostrador do medidor de energia eltrica e

1 2 3 4

0

9 8 7 8 7

9

0

1 2 3 2 3

1

0

9 8 7 8 7

9

0

1 2 3

5

6

6

5

4

4

5

6

6

5

4

4

3

2

1

Figura 13: Leitura do ms anterior e Energia eltrica consumida no ms: e e As leituras do ms atual e do ms anterior so respectivamente: 3772 kW e 3503 kW. Assim o e e a consumo do ms de 269 kW e e Gasto mensal em R$: A tarifa da energia eltrica varia de regio para regio. No estado de So Paulo as trs empresas e a a a e de distribuio praticam valores diferenciados. Na rea de concesso da CP F L, onde se situa o ca a a munic pio de Campinas, a tarifa atual de R$ 0,330140/kWh (julho de 2004). Alm disso, temos e e que considerar o ICM S cuja al quota de 25 %. Assim sendo, o clculo sobre a energia consumida e a mensal feito pela seguinte frmula: e o CT = Sendo: CP = Consumo (kWh) x Tarifa (R$/kWh) A = al quota (0,25) CT = valor sobre a energia consumida Assim, no caso-exemplo o valor sobre a energia consumida de R$ 118,41. e Mas, por que a conta de luz desse consumidor de R$ 135,20? e CP (1, 0 A) (5)

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

10

1.7

Clculo da carga instalada em kW a

O clculo da carga instalada bsico para a determinao do tipo de atendimento, fornecimento, clculo a e a ca a da demanda e a corrente de demanda da instalao. ca Iluminao e Tomadas ca Para instalao residencial considerar no m ca nimo o nmero de tomadas indicadas na Tabela 1, u em funo da area constru ca da. caso a rea constru seja maior que 250 m2 o interessado deve a da declarar o nmero de tomadas previstas e considerar 100 W por tomada. Considerar tambm a u e carga m, nima de tomadas para a cozinha, conforme indicado na Tabela 1. Considerar no m nimo um ponto de luz de 100 W por cmodo ou corredor. o Area total (m2 ) S8 8 > S 15 15 > S 20 20 > S 30 30 > S 50 50 > S 70 70 > S 90 90 > S 110 110 > S 140 140 > S 170 170 > S 200 200 > S 220 220 > S 250 A 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 B 100 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 C 1 1 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 D 600 600 1200 1200 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 E 700 900 1600 1700 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200

Tabela 1: Nmero mnimo de tomadas em funao da rea construda u c a A = n mero de tomadas (100 W) u B = n mero de tomadas X 100 W u C = n mero de tomadas para cozinha (600 W) u D = n mero de tomadas para cozinha X 600 W u D = B + D (W) Em outros tipos de instalaes (motis, hotis, hospitais, clubes, casas comerciais, bancos, ind strias, co e e u igrejas e outros) a carga instalada de acordo com o declarado pelo interessado, considerando-se as cargas m nimas da Tabela 2. Descriao c Auditrio, sales para exposies o o co Bancos, lojas Barbearias, sales de beleza o Clubes Escolas Escritrios (edif o cios) Garagens comerciais Hospitais Hotis e Igrejas Ind strias u Restaurantes W/m2 10 30 30 20 30 30 5 20 20 10 interessado 20 Fator de Demanda 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 para os primeiros 12 kW 0,50 para o que exceder 12 kW 1,00 para os primeiros 20 kW 0,70 para o que exceder 20 kW 1,00 0,40 para os primeiros 50 kW 0,20 para o que exceder 50 kW 0,50 para os primeiros 20 kW 0,40 para o que exceder 20 kW 1,00 1,00 1,00

Tabela 2: Carga mnima e fatores de demanda para iluminaao e tomadas de uso geral c

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

11

Aparelhos eletrodomsticos e Considerar as potncias dos aparelhos eletrodomsticos relacionados a seguir quando comprovadae e mente previstos na instalao, com potncia denida (mdia): ca e e 3000 W - torneira eltrica e 4000 W - chuveiro eltrico e 2000 W - mquina de lavar loua a c 2500 W - mquina de secar roupa a 1500 W - forno de microondas 1500 W - forno eltrico e 1000 W - ferro eltrico e e potncia indicada pelo fabricante: e aquecedor eltrico de acumulao (boiler) e ca fogo eltrico a e condicionador de ar hidromassagem aquecedor de agua de passagem aquecedor eltrico central e outros, com potncia acima de 1000 W e Motores eltricos e equipamentos especiais e Os motores e as mquinas de solda a motor deve-se considerar a placa do fabricante e carga instalada a conforme as Tabelas 3 e 4. Pnom (cv ou HP) 1/4 1/3 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 5 7 1/2 10 12 1/5 15 Pabs kW kVA 0,42 0,66 0,51 0,77 0,79 1,18 0,90 1,34 1,14 1,56 1,67 2,35 2,17 2,97 3,22 4,07 5,11 6,16 7,07 1,56 9,31 1,56 11,58 1,56 13,72 1,56 Inom 127 V 220 V 5,9 3,0 7,1 3,5 11,6 5,4 12,2 6,1 14,2 7,1 21,4 10,7 27,0 13,5 37,0 18,5 28,0 40,2 52,9 67,9 77,0 Ip 127 V 27,0 31,0 47,0 63,0 68,0 96,0 132,0 220,0 220 V 14,0 16,0 24,0 33,0 35,0 48,0 68,0 110,0 145,0 210,0 260,0 330,0 408,0 cos mdio e 0,63 0,66 0,67 0,67 0,73 0,71 0,73 0,79 0,83 0,80 0,80 0,78 0,81

Tabela 3: Motores de induao monofsicos c a e Pnom = potncia nominal em cv ou HP e Pabs = potncia absorvida da rede em kW Inom = corrente nominal em A Ip = corrente de partida em A cos = fator de potncia mdio e e

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

12

Pnom (cv ou HP) 1/3 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 4 5 7 1/2 10 12 1/5 15 20 25 30 40 50 60 75 100 125 150 200

Pabs kW kVA 0,39 0,65 0,58 0,87 0,83 1,26 1,05 1,52 1,54 2,17 1,95 2,70 2,95 4,04 3,72 5,03 4,51 6,02 6,57 8,65 8,89 11,54 10,85 14,09 12,82 16,65 17,01 22,10 20,92 25,83 25,03 30,52 33,38 39,74 40,93 48,73 49,42 58,15 61,44 72,28 81,23 95,56 100,67 117,05 120,09 141,29 161,65 190,18

Inom 220 V 380 V 1,7 0,9 2,3 1,3 3,3 1,9 4,0 2,3 5,7 3,3 7,1 4,1 10,6 6,1 13,2 7,6 15,8 9,1 22,7 12,7 30,3 17,5 37,0 21,3 43,7 25,2 58,0 33,5 67,8 39,1 80,1 46,2 104,3 60,2 127,9 73,8 152,6 88,1 189,7 109,5 250,8 144,8 307,2 177,3 370,8 214,0 499,1 288,1

Ip 220 V 7,1 9,9 16,3 20,7 33,1 44,3 65,9 74,4 98,9 157,1 201,1 270,5 340,6 422,1 477,6 566,0 717,3 915,5 1095,7 1288,0 1619,0 2014,0 2521,7 3458,0 380 V 4,1 5,8 9,4 11,9 19,1 25,0 38,0 43,0 57,1 90,7 116,1 156,6 196,6 243,7 275,7 326,7 414,0 528,5 632,6 742,6 934,7 1162,7 1455,9 1996,4

cos mdio e 0,61 0,66 0,66 0,69 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,77 0,77 0,77 0,81 0,82 0,84 0,84 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85

Tabela 4: Motores de induao trifsicos c a e Pnom = potncia nominal em cv ou HP e Pabs = potncia absorvida da rede em kW Inom = corrente nominal em A Ip = corrente de partida em A cos = fator de potncia mdio e e

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

13

Considerem-se equipamentos especiais os aparelhos de raio X, mquinas de solda a transformador, a fornos eltricos a arco, fornos eltricos de induo, reticadores e equipamentos de eletrlise, etc., e e ca o com carga instalada conforme a placa do fabricante.

1.8

Partida de motores

Os motores devem possuir dispositivos de proteo conforme estabelecidos na N BR 5410. ca Devem ser utilizados os dispositivos para reduo da corrente de partida de motores trifsicos ca a conforme a Tabela A1 (anexa) Deve ser exigida a instalao de motor com rotor bobinado e reostato de partida sempre que, devido ca a sua potncia, forem ultrapassados os limites estipulados na para reduo da corrente de partida e ca de motores trifsicos conforme a Tabela A1 (anexa), ou quando condies de partida dif o a co cil tornarem aconselhvel. a Os dispositivos de partida de motores sob tenso reduzida, devem ser dotados de equipamentos a adequados que os desliguem quando falta de energia ou falta de fase.

1.9

Dimensionamento do padro de entrada a

Nas areas de concesso da ELEKT RO e da CP F L o dimensionamento das entradas trifsicas devem ser a a feito de acordo com a demanda em kVA da instalao. Na area de concesso da ELET ROP AU LO todas ca a as entradas consumidoras devem ser dimensionadas com base na corrente de demanda da instalao. ca Fatores de demanda O presente clculo de demanda se aplica as instalaes comerciais, escolares, hospitalares e resia ` co denciais. Poder ser aplicado tambm `s pequenas indstrias atendidas em baixa tenso, quando a e a u a o interessado no tiver dados mais precisos quanto a sua demanda prevista. a ` D = a+b+c+d+e+f +g+h+i Sendo, D a demanda total da instalao em kVA. ca a) Demanda referente a ilumina e `s tomadas ` ca a ca a1 ) Instalao residencial Carga m nima instalada, conforme a Tabela 1. fator de demanda, conforme a Tabela 5; fator de potncia unitrio. e a Carga instalada (kW) 04

FD 1,00 0,56 0,47 0,39 0,39

Tabela 14: Fatores de demanda de hidromassagem pontos de luz (12 cmodos): 12 cmodos, sendo 100W m o o nimo por cmodo, temos: 12x100 o = 1200 W 2 ar condicionado: 3800 W 4 chuveiros eltricos: 16000 W e 4 torneira eltrica: 3000 W e 1 ferro eltrico: 1000 W e 1 forno eltrico: 1500 W e 1 mquina de lavar loua: 2000 W a c 1 mquina de secar roupa: 2500 W a 2 motores trifsicos 1 cv: 2100 W a Total: 36100 W Considerendo-se que no munic pio de Indaiatuba, o sistema de fornecimento estrela com e neutro nas tenses de 127-220 V, e o tipo de atendimento C: o e Clculos da demanda em VA a A demanda em VA calculada pela frmula: e o S= P (F D) cos (7)

a) Tomadas e iluminao ca Carga instalada: 3000 + 1200 = 4200 W Pela Tabela 5, temos F D = 0,52 para 6 aparelhos a = 4200x0,52 = 2184 VA b) Aparelhos e b1 Chuveiros + torneiras + ferro eltrico: Carga instalada: 4x4000 + 3000 + 1000 = 20000 W Pela Tabela 6, temos F D = 0,65 para 6 aparelhos e a c a b2 Forno eltrico + mq. de lavar loua + mquina de secar roupa: Carga instalada: 1500 + 2000 + 2500 = 6000 W Pela Tabela 8, temos F D = 0,70 para 3 aparelhos b = 20000x0,65 + 6000x0,70 = 17200 VA c) Ar condicionado tipo janela Para ar condicionado monofsico ou bifsico: a a Carga instalada em kVA: 2x2100 = 4200 VA (Tabela 10) F D = 1, para uso residencial, portanto: c = 4200 VA d) Motores eltricos e Para motores trifsico com potncia nominal de 1 cv, apresenta conforme a Tabela 4, a e potncia absorvida de 1520 VA. Neste caso, um dos motores ser considerado como maior, e a e o outro motor, sera considerado como segundo em potncia. e d = 1520(1 + 0,5) = 2280 VA Dtotal = 2184 + 17200 + 4200 + 2280 = 25900 VA Corrente de demanda em amp`res = 68,2 A e Obs.: A corrente de demanda em amp`res calculada pela frmula: e e o S I= 3Vl (8)

1

DISTRIBUICAO DE ENERGIA ELETRICA EM BAIXA TENSAO

18

Area de concesso da ELEKT RO e CP F L a a da, localizada no munic pio de CamUma residncia de aproximadamente 180 m2 de rea constru e pinas, possuindo 12 cmodos e contendo os seguintes aparelhos eletrodomsticos com potncia o e e denida ou de acordo com a placa de fabricante: 2 ar condicionado de 14000 BTU: 1900 W 4 chuveiros eltricos: 4000 W e 1 torneira eltrica: 3000 W e 1 ferro eltrico: 1000 W e 1 forno eltrico: 1500 W e 1 mquina de lavar loua: 2000 W a c 1 mquina de secar roupa: 2500 W a 2 motores trifsicos: 1 cv a Clculos da carga instalada em W a A carga instalada total igual a calculada para area de concesso da ELET ROP AU LO, isto e a , 36100 W. e Clculos da demanda em VA a Neste caso deve-se dimensionar a entrada de acordo com demanda (VA) da instalao. ca A demanda em VA calculada pela frmula: e o S= P (F D) cos (9)

a) Tomadas e iluminao ca Carga instalada: 3000 + 1200 = 4200 W Pela Tabela 5, temos F D = 0,52 a = 4200x0,52 = 2184 VA b) Aparelhos Chuveiros + torneiras + ferro eltrico: e Carga instalada: 4x4000 + 3000 + 1000 = 20000 W Pela Tabela 6, temos F D = 0,65 para 6 aparelhos b = 20000x0,65 = 13000 VA d) Secadora de roupa, forno eltrico, mquina de lavar loua e forno microondas e a c Carga instalada: 1500 + 2000 + 2500 = 6000 W Pelo item 1.3.8 b) e Tabela 8, temos cos e F D = 0,70 para 6 aparelhos d = 6000x0,70 = 4200 VA f ) Condicionador de ar tipo janela Carga instalada: 2x1900 = 3800 W Pela Tabela 10, temos a carga instalada em VA: 2x2100 = 4200 VA Pela Tabela 11 F D = 1,0, portanto: f = 4200 VA g) Motores eltricos e Pela Tabela 4, temos: Carga instalada: 2x1520 = 3040 VA Pela Tabela 12, temos: g = 1520(1,0 + 0,5) = 2280 VA Dtotal = 2184 + 13000 + 4200 + 4200 + 2280 = 258600 VA Dtotal = 26000 VA

2

ATERRAMENTO ELETRICO

19

UT

I

Figura 14: Variao das tenses geradas no solo pela passagen da corrente num eletrodo de aterramento ca o

2

Aterramento eltrico e

A terra, isto , o solo pode ser considerado como um condutor, atravs do qual a corrente eltrica pode e e e uir, difundindo-se. So considerados bons condutores solos com resistividades na faixa de 50 a 100 a m (apenas como comparao, a resistividade do cobre da ordem de 1,72x108 m). ca e Chamaremos de aterramento a ligao intencional com terra, que pode ser realizada utilizando ca apenas os condutores eltricos necessrios (aterramento direto), ou atravs da insero intencional de um e a e ca resistor ou reator, introduzindo uma impadncia no caminho da corrente. a Nas instalaes eltricas, so considerados dois tipos de aterramentos: co e a o aterramento funcional, que consiste na ligao a terra de um dos condutores do sistema, geralca ` mente o neutro, e est relacionado com o funcionamento correto, seguro e convel da instalao; a a ca o aterramento de proteo, que consiste na ligao das massa e dos elementos condutores ca ca estranhos a instalao, visando a proteo contra choques eltricos por contato indireto. ` ca ca e Numa instalao eltrica, dentro de determinadas condies pode-se ter, um aterramento (combinado) ca e co funcional e de proteo. ca Existe tambm o aterramento de trabalho, um aterramento provisrio, que tem como nalidade e o permitir aes seguras de manuteno em partes da instalao normalmente sob tenso, temporariamente co ca ca a desligadas. O eletrodo de aterramento o condutor ou um conjunto de condutores enterrado(s) no solo e e eletricamente ligado(s) a terra para fazer um aterramento. O termo se aplica a um simples haste ` enterrada, como a vrias hastes enterradas e interligadas e a diversos outros tipos de condutores em a diversas conguraes. co Consideremos um eletrodo de aterramento constitu por uma unica haste. Ao ser pecorrido por do ca uma corrente I, ele assumir um potencial UT em relao a um ponto distante de potencial zero. Dene-se a ca a resistncia de aterramento, RT , do eletrodo com sendo a relao: e UT (10) I e Os pontos do solo prximos a haste assumem potenciais intermedirios entre UT e zero; isto , o o ` a potencial do solo diminui ao aumentar a distncia a haste, at anular-se num ponto distante, como a ` e mostra a Figura 14. RT =

2.1

Ordem de grandeza da resistncia de aterramento e

Para que o aterramento possa desempenhar satisfatoriamente a sua nalidade , desjvel que a sua e a resistncia seja menor poss e vel. Estes valores devem ser funo do tipo, da importncia e do desempenho ca a

2

ATERRAMENTO ELETRICO

20

que deve ter a instalao eltrica a qual serve de aterramento. Os limites desses valores so recomendados ca e ` a pelas Normas Tcnicas vigentes referentes ao assunto. e Nas instalaes eltricas de grande porte como, centrais eltricas e subestaes a resistncia de aterco e e co e ramento deve ter valor tal que os n veis de tenso de passo e tenso de toque se situem dentro de a a valores admiss veis. Para se ter a ordem de grandeza podemos dizer que: 1. nas instalaes de grande porte desejvel que o sistema de aterramento tenha resistncia abaixo co e a e de 5 ; 2. nas redes de distribuio de energia eltrica desejvel que o valor dessa resistncia seja at 10 , ca e e a e e sendo aceitvel no mximo at 25 . a a e Na prtica para se saber se a resistncia de aterramento est dentro da ordem de grandeza do valor a e a admiss vel, preciso med e -la. Mesmo nas instalaes em que o sistema de aterramento projetado e co e calculado previamente, recomenda-se medir-la aps a execuo da obra, pois nos clculos so utilizados o ca a a alguns parmetros que podem sofrer alteraes por ocasio da realizao dos trabalhos, como por exemplo: a co a ca (a) resistividade do solo; (b) profundidade dos eletrodos de aterramento; (c) dimenses dos eletrodos; o (d) qualidade do material de que so feitos os eletrodos. a Tenso de passo a a diferena de potencial que pode aparecer entre dois pontos da superf do solo, separados por E c cie uma distncia igual ao passo de uma pessoa (geralmente 1 m, como referncia). a e Tenso de toque a a diferena de potencial que pode aparecer entre parte metlica aterrada e um ponto de superf E c a cie do solo, separados por uma distncia que pode ser alcanada pelo brao de uma pessoa (geralmente a c c 1 m, como referncia). E tambm chamada de tenso de contato. e e a

2.2

Esquemas de aterramento

Os aterramentos devem assegurar, de modo ecaz, as necessidades de segurana e de funcionamento c de uma instalao eltrica, constituindo-se num dos pontos mais importantes de seu projeto e de sua ca e montagem. O aterramento de proteo que, como se sabe, consiste na ligao ` terra das massas e ca ca a dos elementos condutores estranhos ` instalao, tem como nalidades: a ca limitar o potencial entre massas, entre massas e elementos condutores estranhos a instalao e ` ca entre ambos e a terra a um valor sucientemente seguro sob condies normais e anormais de co funcionamento; proporcionar um caminho de baixa impedncia para as correntes de curto-circuito para a terra. a Por sua vez, o aterramento funcional, isto , a ligao ` terra de um dos condutores vivos do e ca a sistema (inclusive o neutro), proporciona principalmente: denio e estabilizao da tenso da instalao em relao ` terra durante o funcionamento; ca ca a ca ca a limitao de sobretenses devidas a manobras, descargas atmosfricas e a contatos acidentais com ca o e linhas de tenso mais elevada. a Quanto ao aterramento funcional, os sistemas podem ser classicados em: diretamente aterrados; aterrados atravs de impedncia; e a no aterrados (isolados). a

2

ATERRAMENTO ELETRICO

21

As instalaes de baixa tenso devem obedecer, no que concerne aos aterramentos funcional e de co a proteo, a trs esquemas de aterramento bsicos. Tais esquemas so classicados em funo do ca e a a ca aterramento da fonte de alimentao (transformador, no caso mais comum) e das massas, sendo designados ca por uma simbologia que utiliza duas letras fundamentais: 1a. letra - indica a situao da alimentao em relao ` terra, podendo ser: ca ca ca a T - um ponto diretamente aterrado; I - nenhum ponto aterrado ou aterramento atravs de impedncia. e a 2a. letra - indica as caracter sticas do aterramento, das massa, podendo ser: T - massas diretamente aterradas independentemente do eventual aterramento da alimentao; ca N - massas ligadas diretamente ao ponto da alimentao aterrado, geralmente o neutro. ca So considerados pela norma os esquemas TT, TN e IT, que passamos a descrever. a No esquema TT existe um ponto de alimentao (geralmente o secundrio do transformador com ca a o seu ponto neutro) diretamente aterrado, estando as massas da instalao ligadas a um eletrodo de ca aterramento (ou, eventualmente, a mais de um eletrodo) independente do eletrodo de aterramento da alimentao. A Figura 15 mostra o esquema TT. ca Trata-se de um esquema concebido de forma que o percurso de uma corrente proveniente de uma falta fase-massa, ocorrida num componente ou num equipamento de utilizao da instalao, inclua a terra e ca ca que a elevada resistncia deste percurso limite o valor daquela corrente. As correntes de falta direta fasee massa sero de intensidade menor ` de uma corrente de curto-circuito fase-neutro, podendo, no entanto, a a trazer perigo para as pessoas que toquem numa massa acidentalmente energizada. Logicamente, se uma pessoa entrar em contato com um condutor fase, o circuito poder fechar-se pela terra, criando-se uma a situao de grande perigo. ca No esquema TN existe tambm um ponto de alimentao (via de regra, o secundrio do transformador e ca a com seu ponto neutro) diretamente aterrado, sendo as massas da instalao ligadas a esse ponto atravs ca e de condutores de proteo. O esquema pode ser do tipo TN-S, quando as funes de neutro e de proteo ca co ca forem asseguradas por condutores distintos (n e P E) como mostrado na Figura 16, ou TN-C quando essas funes forem asseguradas pelo mesmo condutor (P En), conforme a Figura 17. Pode-se ter ainda co um esquema misto TN-C-S O esquema TN concebido de modo que o percurso de uma corrente fase-massa seja constitu e do exclusivamente por elementos condutores e, portanto possua baix ssima impedncia. Deve-se notar que a uma corrente de falta direta fase-massa ser uma corrente de curto-circuito fase-neutro. a

2

ATERRAMENTO ELETRICO

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Rede primria

Transformador

Rede secundria

111 000 B 111 000 111 000 111 000 111 000 111 000C

A

11 00 b 11 00 11 00c

a

111 000 11 00

11 00

n

11 00 11 00PE

Massa

Figura 15: Esquema TT

Rede primria

Transformador

Rede secundria

A 111 000 111 000

a 11 00

11 00

111 000 111 000 11 00 11 00 111 000 111 000 11 00Massa

111 000 C 111 000 111 000 111 000 111 000 111 000

B

11 00 c 11 00 11 00n PE

b

Figura 16: Esquema TN-S

2

ATERRAMENTO ELETRICO

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Rede primria

Transformador

Rede secundria

111 000 111 000 111 000 111 000C B

A

111 000 111 000 111 000PEn c b

a

11 00 11 00 111 000 111 000 111 000Massa

Figura 17: Esquema TN-C

Rede primria

Transformador

Rede secundria

111 000 111 000 111 000Z C B

A

111 000 111 000 111 000 111 000 111 000PE

a

11 00 11 00Massa

b

c

Figura 18: Esquema IT

2

ATERRAMENTO ELETRICO

24

Tambm neste esquema, o contato de uma pessoa com um condutor fase pode provocar o fechamento e do circuito pela terra. No esquema IT, mostrado na Figura 18 no existe nenhum ponto da alimentao diretamente aterrado; a ca ela totalmente isolada da terra ou aterrada atravs de uma impedncia de valor elevado. Neste esquema, e e a a corrente resultante de uma unica falta fase-massa no possuir intensidade suciente para trazer perigo a a para as pessoas que toquem na massa energizada O esquema TT , em alguns pa e ses, o esquema padro das instalaes alimentadas por rede pblica a co u area de baixa tenso. Os condutores neutro e de proteo so separados na instalao do consumidor e e a ca a ca a concessionria no fornece nenhum terminal de aterramento. O terminal de aterramento principal do a a consumidor ligado a um eletrodo de aterramento. e O esquema TN-S muito usado em instalaes alimentadas por redes p blicas subterrneas. O e co u a terminal de aterramento principal do consumidor ligado pela concessionria a seu condutor de proteo. e a ca O esquema TN-C que, como vimos, utiliza um condutor PEn, pode em princ pio ser usado tanto na rede da concessionria como na instalao do consumidor, sofrendo nesse ultimo caso diversas restries. a ca co O esquema IT utilizado exclusivamente em instalaes de consumidores que possuem transformador e co prprio, principalmente em ind strias onde se necessita da reduo da corrente de curto-circuito faseo u ca terra.

3

CHOQUE ELETRICO

25

3

Choque eltrico e

Choque eltrico um efeito resultante da passagem de uma corrente eltrica, a chamada corrente de e e e choque, atravs do corpo humano ou de um animal. e No estudo da proteo contra choques eltricos devemos considerar trs elementos fundamentais: ca e e parte viva, massa e elemento condutor estranho ` instalao. a ca A parte viva de um componente ou de uma instalao a parte condutora que apresenta diferena ca e c de potencial em relao a terra. Para as linhas eltricas falamos em condutor vivo, termo que inclui os ca e condutores fase e condutor neutro. A massa de um componente ou de uma instalao a parte condutora que pode ser tocada facilmente ca e e que normalmente no viva, mas que pode tornar-se viva em condies de faltas ou defeitos. Como a e co exemplo de massa podemos citar as carcaas e invlucros metlicos de equipamentos. c o a Um elemento condutor estranho a instalao um elemento condutor que no faz parte da ` ca e a instalao, mas nela pode ser introduzida um potencial, geralmente o de terra. E o caso de elementos ca metlicos usados na construo de prdios, das canalizaes metlicas de gs, agua, aquecimento, ar a ca e co a a condicionado etc., dos equipamentos no eltricos a elas ligados, bem como dos solos e paredes noa e a isolantes etc. Os choques eltricos numa instalao eltrica podem ser causadas por dois tipos de contatos: e ca e contatos diretos, que so os contatos de pessoas ou animais com partes vivas sob tenso; a a contatos indiretos, que so os contatos de pessoas ou animais com massas que cam sob tenso a a devido a uma falha de isolamento. As Figuras 19 e 20 ilustram respectivamente os dois tipos:PUTZ!

Figura 19: Choque eltrico por contato direto e As pesquisas sobre a corrente eltrica no corpo humano remontam aos anos 30. V rios pesquisadores e a levaram a cabo experincias com animais (bezerros, porcos, carneiroses e gatos), com seres humanos e ca vivos e com cadveres com o objetivo de avaliar o grau de periculosidade da corrente eltrica. a e O documento internacionalmente considerado como orientao bsica no que concerne a proteo ca a ` ca contra choques eltricos em instalaes eltricas a publicao no 479 da IEC de 1974 Eects of e co e e ca Current Passing Through the Human Body, que consubstancia os estudos sobre o assunto. A norma brasileira NBR 6533 de 1981 Estabelecimento de Segurana aos Efeitos da Corrente Eltrica Percorrendo c e o Corpo Humano foi publicada baseando-se integralmente naquela publicao. ca

3.1

Efeitos do choque eltrico no corpo humano e

O corpo humano um conjunto heterogneo de l e e quidos e tecidos orgnicos de resistividade varivel, a a sendo os maiores valores encontrados na pele, no tecido sseo e no tecido adiposo. Do ponto de vista o eltrico, podemos representar o corpo humano por um conjunto de impedncias, mas na prtica, falamos e a a sempre em resistncia eltrica do corpo humano e consideramos os seguintes valores mdios em funo e e e ca do trajeto da corrente: mo-p: 1000 a 1500 ; a e

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De novo!

Lar, dce lar

Figura 20: Choque eltrico por contato indireto e mo-mo: 1000 a 1500 ; a a mo-trax: 450 a 700 ; a o A resistncia do corpo humano no constante, variando de pessoa para pessoa e, na mesma pessoa, e a e de acordo com as condies siolgicas e ambientais. As principais variveis que inuem no valor da co o a resistncia eltrica do corpo humano so as seguintes: e e a (a) estado da pele (b) tipo de contato (c) superf de contato cie (d) presso de contato a (e) durao de contato ca (f ) natureza da corrente (g) taxa de alcol no sangue o (h) tenso de contato a Qualquer atividade biolgica, seja ela glandular, nervosa ou muscular, originada por impulsos de o e corrente eltrica. Se essa corrente siolgica interna somar-se a uma corrente de origem externa, devido e o a um contato, ocorrer no organismo humano uma alterao das funes vitais que, dependendo da a ca co intensidade e durao da corrente pode levar o indiv ca duo ao falecimento. Os efeitos principais que de uma corrente eltrica (externa) produz no corpo humano so fundamene a talmente quatro: tetanizao ca parada respiratria o queimadura brilao ventricular ca A tetanizaao um fenmeno decorrente da contrao muscular produzida por um impulso eltrico. c e o ca e verica-se que, sob a ao de um est ca mulo devido ` aplicao de uma diferena de potencial eltrico a uma a ca c e bra nervosa, o msculo se contrai, para em seguida retornar ao estado de repouso. Diversos est u mulos aplicados seguidamente produzem contraes repetidas do m sculo, de modo progressivo; a chamada co u e contraao tetnica. quando a frequncia dos est c a e mulos ultrapassa um certo limite o m sculo levado a u e `

3

CHOQUE ELETRICO

27

contrao completa, permanecendo nessa condio at que cessem os est ca ca e mulos, aps o que lentamente o retorna ao estado de repouso. Uma pessoa em contato com uma parte energizada de um circuito eltrico pode car grudada a e ele durante o tempo em que perdurar a diferena de potencial e dependendo da durao, pode causar c ca inconscincia e at a morte. E importante observar que o fenmeno que ocorre para valores pequenos de e e o corrente mais perigoso, se considerarmos que a impedncia do corpo humano diminui com a durao e a ca do contato. Para valores mais elevados de corrente no ocorre a tetanizaao. A excitao muscular pode ser a c ca sucientemente violenta provocando uma repulso. Dependendo da situao, o indiv a ca duo pode ser at e atirado a uma certa distcia. a Dene-se o limite de largar como o valor mximo da corrente para o qual uma pessoa, tendo em mo a a uma parte energizada, pode ainda larg-lo. Experimentalmente determinou-se, para 50/60 Hz, que essa a grandeza apresenta uma mdia de 10 mA (6 a 14 mA) para mulheres e 16 mA (9 a 23 mA) para homens. e Correntes inferiores ao limite de largar, muito embora no causem, geralmente, alteraes graves no a co organismo, podem originar violentas contraes musculares e ser causa indireta de acidentes. co Correntes superiores ao limite de largar podem causa paradas respiratrias. tais correntes produzem o no indiv duo asxia, devido a contrao dos m sculos ligados ao orgo respiratrio e/ou a paralisia dos ` ca u a o ` centros nervosos que comandam a funo respiratria. A permanncia da corrente causa a perda da ca o e conscincia, e se no socorrido em tempo hbil, leva o indiv e a a duo a morte por asxia. ` A passagem da corrente eltrica pelo corpo humano acompanhada do desenvolvimento de calor e e por efeito Joule podendo produzir queimaduras, sendo os pontos de entrada e sa da corrente os da mais cr ticos. As queimaduras so tanto mais graves quanto maiores forem a densidade de corrente e a a durao. Nas altas tenses predominam os efeitos trmicos da corrente, fazendo com que o calor destrua ca o e os tecidos superciais e o rompimento das artrias. Deve-se ressaltar que as queimaduras provocadas e pela passagem da corrente eltrica so as mais profundas e de dif cura e podendo causar a morte por e a cil insucincia renal. e O fenmeno siolgico mais grave causado pela passagem da corrente eltrica atravs do corpo humano o o e e a brilaao ventricular, geralmente fatal. Por se tratar de um fen meno bastante complexo, tentaremos e c o explicar de maneira bastante supercial. O m sculo card u aco (miocrdio) contrai-se ritmicamente de 60 a a 100 vezes por minuto, possibilitando a circulao sangu ca nea. A contrao da bra muscular produzida ca e por impulsos eltricos gerados internamente (no ndulo seno-atrial, situado na parte superior do atrio e o direito). A sobreposio de uma corrente externa, geralmente de um valor bem superior, a corrente ca ` eltrica siolgica provoca uma desordem no funcionamento normal, denominada brilaao ventricular. e o c A Figura 21 mostra o eletrocardiograma (ECG) do corao em brilao ventricular e da presso arterial. ca ca a A brilaao ventricular caracterizada pelo sinal catico, numa frequncia varivel na faixa de 170 c e o e a a 300 vezes por minuto, provocando a insucincia total do bombeamento do sangue e em consequncia e e a queda da presso arterial seguida de parada respiratria. Nestas condies, a v a o co tima ca em estado de morte aparente e a rapidez do socorro, aplicando corretamente a respirao articial importante. ca e Se providencias no forem tomadas, em at 4 minutos, poder ocorrer leses irrevers a e a o veis nos tecidos celebrais por falta de irrigao sangu ca nea. O valor ecaz das correntes alternadas, na faixa de 15 a 100 Hz, que provacam efeitos patolgicos no o corpo humano so: a de 0,1 a 0,5 mA : percepo supercial leve; geralmente nenhum efeito patolgico; ca o de 0,5 a 10,0 mA : ligeira paralisia dos m sculos do brao com princ u c pio de tetanizao, em geral no ca a oferece perigo; de 10,0 a 30,0 mA : nenhum efeito siolgico perigoso se a corrente for interrompida em menos de 5 o segundos; de 30,0 a 500,0 ms : paralisia dos m sculos do trax com sensao de sufocamento e tontura; possiu o ca bilidade de brilao ventricular se o contato ocorrer na fase cr ca tica do ciclo card aco e por tempo superior a 200 ms. acima de 500,0 mA : traumas card acos de efeito letal, caso no seja socorrido imediatamente pelo a pessoal especializado com equipamento adequado (desbrilados eltrico). e

3.2

Fundamentos da proteo contra choques eltricos ca e

As normas em geral, do grande importncia a proteo contra choques eltricos, o que se justica a a ` ca e plenamente, tendo em vista a quantidade de equipamentos eltricos atualmente utilizados em qualquer e tipo de atividade.

3

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Choque eltrico R R T P Q S120

Fibrilao ventricular

ECG

P

Q

S

Presso arterial400 ms

80

mm Hg40 0

Figura 21: Eletrocardiograma e presso arterial do corao em brilao ventricular a ca ca Com efeito, se no forem adotadas medidas apropriadas de segurana e proteo, sero muito grandes a c ca a os riscos de ferimentos ou at mesmo de morte por eletrocusso. O perigo pode existir tanto para o e a eletricista que, por acidente, toca numa barra energizada de uma subestao ou um quadro de distribuio, ca ca como para o operrio que se apia na carcaa acidentalmente energizada de um motor eltrico ou, at a o c e e mesmo para uma dona de casa que encosta a mo na caixa metlica de uma lavadora de roupas ou de a a uma geladeira, posta sob tenso por uma falha de isolamento. a E muito importante observar que o perigo para um indiv duo no est simplesmente em tocar um a a elemento energizado, seja por contato direto, seja por contato indireto, e sim tocar simultneamente em a outro elemento que se encontra em potencial diferente em relao ao primeiro. Isto , o perigo est na ca e a diferena de potencial. Como regra geral devemos considerar que as pessoas sempre esto em contato c a com um elemento do prdio, por exemplo, piso ou parede, que esteja em potencial bem denido, via de e regra o de terra. Os contatos diretos, em sua maior parte, so devidos a desconhecimento, negligncia ou imprudncia a e e das pessoas, mas so de ocorrncia menos frequentes. Os contatos indiretos, por sua vez, imprevis a e veis, so mais frequentes e representam um perigo maior e as normas lhes conferem maior importncia. a a A proteo contra contatos diretos, garantida pela qualidade dos componentes e da instalao e por ca e ca determinadas disposies f co sicas dos componentes, podendo ser utilizados para tal: isolao das partes vivas; ca barreiras ou invlucros; o obstculos; a colocao fora do alcance. ca A proteo contra contatos indiretos prevista atravs de medidas que podem ser divididas em dois ca e e grupos: as que no utilizam o condutor de proteo (por denio, o condutor de proteo o condutor a ca ca ca e que se destina a interligar eletricamente massas, elementos condutores estranhos a instalao, o terminal ` ca de aterramento principal, eletrodo de aterramento e/ou pontos de alimentao ligados a terra ou a um ca `

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CHOQUE ELETRICO

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ponto neutro articial) e as mediadas de seccionamento automtico da alimentao, nas quais o condutor a ca de proteo desempenha uma funo muito importante. ca ca Nas primeiras, a proteo garantida basicamente pela qualidade da instalao; so elas: ca e ca a emprego de equipamentos com classe isolao superior; ca proteo de locais no-condutores; ca a ligaes equipotenciais de locais no-aterrados; co a separao eltrica. ca e As medidas de proteo por seccionamento automtico da alimentao independem da qualidade da ca a ca instalao. De acordo com elas, um dispositivo de proteo deve promover o seccionamento de um circuito ca ca quando de uma falta para terra, impedindo a permanncia de uma situao que possa resultar em perigo e ca para as pessoas. A sua aplicao exige a coordenao entre o esquema de aterramento e as caracter ca ca sticas dos dispositivos de proteo, sendo considerados os seguintes esquemas, j discutidos na seo anterior: ca a ca esquema TN; esquema TT; esquema IT;

REFERENCIAS

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Referncias e[1] MEDEIROS Filho, S. [2] COTRIM, A.M. B. [3] KINDERMANN, G. Mediao de energia eltrica c e Instalaes eltricas co e Choque eltrico e Editora Universitria da UFPE, Recife ,1980. a Editora McGraw-Hill Ltda, So Paulo,1992. a

Sagra-DC Luzzatto Editores, Porto Alegre, 1995.

[4] NTU.01 Fornecimento de energia eltrica em tenso secundria ` edicaoes individuais - Rede e a a a c de distribuiao area, CESP-CPFL-ELETROPAULO c e So Paulo, 1995. a