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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Capítulo 4 – Parte 2 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação 2.° semestre de 2005 Mauro Moura Severino Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Número de condutores isolados no interior de um eletroduto Eletroduto é um elemento de linha elétrica fechada, de seção circular, destinado a conter condutores elétricos, permitindo tanto a enfiação como a retirada por puxamento, e é caracterizado pelo seu diâmetro nominal ou diâmetro externo (em mm). Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 2 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Existem: eletrodutos flexíveis metálicos, que não devem ser embutidos; eletrodutos rígidos (de aço ou de PVC), e semirígidos (de polietileno), que podem ser embutidos. Não é permitida a instalação de condutores sem isolação no interior de eletrodutos. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 3 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Só podem ser colocados, em um mesmo eletroduto, condutores de circuitos diferentes quando: se originarem do mesmo quadro de distribuição; tiverem a mesma tensão de isolamento; e as seções dos condutores de fase estiverem em um intervalo de três valores normalizados consecutivos (por exemplo: 1,5, 2,5 e 4 mm2). Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 4 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Duas hipóteses podem ser consideradas: os condutores são iguais; os condutores são desiguais. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 5 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Para condutores iguais (tab. 4.9 e 4.15). Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 6 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 7 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 8 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Para condutores desiguais. Deve-se verificar se a soma das seções transversais dos cabos é inferior a 33% (1/3) da área do eletroduto. Caso isso se verifique, não há a necessidade de se fazer a correção de agrupamento de condutores e, portanto, de se determinar o fator de correção k2. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 9 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação A soma das áreas totais dos condutores contidos em um eletroduto não deve ser superior a 40% da área útil do eletroduto. Para o cálculo da seção de ocupação do eletroduto pelos cabos, podem-se utilizar as tabelas 4.16 e 4.17. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 10 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 11 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 12 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Cuidados quanto a: condutores em paralelo (6.2.5.7); variações das condições de instalação em um percurso (6.2.5.8). Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 13 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Condutor neutro O condutor neutro não pode ser comum a mais de um circuito. O condutor neutro de um circuito monofásico deve ter a mesma seção do condutor de fase. Quando, em um circuito trifásico com neutro, a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos for superior a 15%, a seção do condutor neutro não deve ser inferior à dos condutores de fase, podendo ser igual à dos condutores de fase se essa taxa não for superior a 33%. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 14 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação A seção do condutor neutro de um circuito com duas fases e neutro não deve ser inferior à seção dos condutores de fase, podendo ser igual à dos condutores de fase se a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos não for superior a 33%. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 15 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Quando, em um circuito trifásico com neutro ou em um circuito com duas fases e neutro, a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos for superior a 33%, pode ser necessário um condutor neutro com seção superior à dos condutores de fase. (Ver Anexo F). Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 16 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Em um circuito trifásico com neutro e cujos condutores de fase tenham uma seção superior a 25 mm2, a seção do condutor neutro pode ser inferior à dos condutores de fase, sem ser inferior aos valores da tab. 48, em função da seção dos condutores de fase, quando as três condições seguintes forem simultaneamente atendidas: Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 17 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação o circuito for presumivelmente equilibrado, em serviço normal; a corrente das fases não contiver uma taxa de terceira harmônica e múltiplos superior a 15%; e o condutor neutro for protegido contra sobrecorrentes conforme 5.3.2.2. Nota: Os valores da tab. 48 são aplicáveis quando os condutores de fase e o condutor neutro forem do mesmo metal. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 18 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 19 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Condutores de proteção (PE) Seções mínimas A seção dos condutores de proteção deve ser calculada conforme 6.4.3.1.2 ou selecionada de acordo com 6.4.3.1.3. Em ambos os casos, devem ser considerados os requisitos de 6.4.3.1.4. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 20 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação 6.4.3.1.2 A seção dos condutores de proteção não deve ser inferior ao valor determinado pela expressão seguinte, aplicável apenas para tempos de seccionamento que não excedam 5 s: S = (I2 x t)1/2/k, em que: S é a seção do condutor, em milímetros quadrados; I é o valor eficaz, em amperes, da corrente de falta presumida, considerando falta direta; t é o tempo de atuação do dispositivo de proteção responsável pelo seccionamento automático, em segundos; k é um fator que depende do material do condutor de proteção, de sua isolação e outras partes, e das temperaturas inicial e final do condutor (tab. 53, 54, 55, 56 e 57). Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 21 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 22 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 23 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 24 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação 6.4.3.1.3 Em alternativa ao método de cálculo anterior, a seção do condutor de proteção pode ser determinada por meio da tabela 58, que é válida apenas se o condutor de proteção for constituído do mesmo metal que os condutores de fase. Quando a aplicação da tabela conduzir a seções não-padronizadas, devem ser escolhidos condutores com a seção padronizada mais próxima. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 25 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 26 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação 6.4.3.1.4 A seção de qualquer condutor de proteção que não faça parte do mesmo cabo ou não esteja contido no mesmo conduto fechado que os condutores de fase não deve ser inferior a: 2,5 mm2 em cobre e 16 mm2 em alumínio, se for provida proteção contra danos mecânicos; 4 mm2 em cobre e 16 mm2 em alumínio, se não for provida proteção contra danos mecânicos. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 27 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação 6.4.3.1.5 Um condutor de proteção pode ser comum a dois ou mais circuitos, desde que esteja instalado no mesmo conduto que os respectivos condutores de fase e sua seção seja dimensionada conforme as seguintes opções: calculada de acordo com 6.4.3.1.2, para a mais severa corrente de falta presumida e o mais longo tempo de atuação do dispositivo de seccionamento automático verificados nesses circuitos; ou selecionada conforme a tabela 58, com base na maior seção de condutor de fase desses circuitos. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 28 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Tipos de condutores de proteção Podem ser utilizados como condutores de proteção: veias de cabos multipolares; condutores isolados, cabos unipolares ou condutores nus em conduto comum com os condutores vivos; armações, coberturas metálicas ou blindagens de cabos; eletrodutos metálicos e outros condutos metálicos, desde que atendam às condições (a) e (b) de 6.4.3.2.2. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 29 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação 6.4.3.2.2 Quando a instalação contiver linhas pré-fabricadas (barramentos blindados) com invólucros metálicos, esses invólucros podem ser usados como condutores de proteção, desde que satisfaçam simultaneamente às três prescrições seguintes: Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 30 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação a) sua continuidade elétrica deve ser assegurada por disposições construtivas ou conexões adequadas, que constituam proteção contra deteriorações de natureza mecânica, química ou eletroquímica; b) sua condutância seja pelo menos igual à resultante da aplicação de 6.4.3.1; c) permitam a conexão de outros condutores de proteção em todos os pontos de derivação predeterminados. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 31 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Os seguintes elementos metálicos não são admitidos como condutor de proteção: tubulações de água; tubulações de gases ou líquidos combustíveis ou inflamáveis; elementos de construção sujeitos a esforços mecânicos em serviço normal; eletrodutos flexíveis, exceto quando concebidos para esse fim; partes metálicas flexíveis; armadura do concreto (ver nota); estruturas e elementos metálicos da edificação (ver nota). Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 32 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Nota: Nenhuma ligação visando à eqüipotencialização ou ao aterramento, incluindo as conexões às armaduras do concreto, pode ser usada como alternativa aos condutores de proteção dos circuitos. Todo circuito deve dispor de condutor de proteção em toda a sua extensão. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 33 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Continuidade elétrica dos condutores de proteção Os condutores de proteção devem ser adequadamente protegidos contra danos mecânicos, deterioração química ou eletroquímica, bem como esforços eletrodinâmicos e termodinâmicos. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 34 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Continuidade elétrica dos condutores de proteção As conexões devem ser acessíveis para verificações e ensaios, com exceção daquelas contidas em emendas moldadas ou encapsuladas. É vedada a inserção de dispositivos de manobra ou comando nos condutores de proteção. Admitem-se apenas, e para fins de ensaio, junções desconectáveis por meio de ferramenta. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 35 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Continuidade elétrica dos condutores de proteção Caso seja utilizada supervisão da continuidade de aterramento, as bobinas ou sensores associados não devem ser inseridos no condutor de proteção. Não se admite o uso da massa de um equipamento como condutor de proteção ou como parte de condutor de proteção para outro equipamento, exceto o caso previsto em 6.4.3.2.2. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 36 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Condutores PEN O uso do PEN só é admitido em instalações fixas, desde que sua seção não seja inferior a 10 mm2 em cobre ou 16 mm2 em alumínio e observado o disposto em 5.4.3.6. (seção mínima ditada por razões mecânicas) A isolação de um PEN deve ser compatível com a tensão mais alta a que ele possa ser submetido. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 37 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Se, em um ponto qualquer da instalação, as funções de neutro e de proteção forem separadas, com a transformação do condutor PEN em dois condutores distintos, não se admite que o condutor neutro, a partir desse ponto, venha a ser ligado a quanquer ponto aterrado da instalação. Por isso mesmo, esse condutor neutro não deve ser religado ao condutor de proteção que resultou da separação do PEN original. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 38 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação No ponto de separação referido anteriormente, devem ser previstos terminais ou barras distintas para o condutor de proteção e o condutor neutro, devendo o condutor PEN ser ligado ao terminal ou barra destinada ao condutor de proteção. De um PEN, podem derivar um ou mais condutores de proteção assim como um ou mais condutores neutros. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 39 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Não se admite o uso de elementos condutivos como condutor PEN. Quando forem utilizados dispositivos a sobrecorrente na proteção contra choques elétricos por eqüipotencialização e seccionamento automático, o condutor PE de todo circuito assim protegido deve estar incorporado à mesma linha elétrica que contém os condutores vivos ou situado em sua proximidade imediata, sem interposição de elementos ferromagnéticos. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 40 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Quedas de tensão Em qualquer ponto de utilização da instalação, a queda de tensão verificada não deve ser superior aos seguintes valores, dados em relação ao valor da tensão nominal: Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 41 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação 7%, calculados a partir dos terminais secundários do transformador de MT/BT, no caso de transformador de propriedade da UC; 7%, calculados a partir dos terminais secundários do transformador de MT/BT da empresa distribuidora, quando o ponto de entrega for aí localizado; 5%, calculados a partir do ponto de entrega, nos demais casos de ponto de entrega com fornecimento em tensão secundária; 7%, calculados a partir dos terminais de saída do gerador, no caso de grupo gerador próprio. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 42 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Nota: Nos casos 1, 2 e 4, quando as linhas principais da instalação tiverem comprimento superior a 100 m, as quedas de tensão podem ser aumentadas de 0,005% por metro de linha superior a 100 m, sem que, no entanto, essa suplementação seja superior a 0,5%. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 43 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4%. Quedas de tensão superiores ao estabelecido nos quatro primeiros itens são permitidas para equipamentos com corrente de partida elevada, durante o período de partida, desde que dentro dos limites permitidos em suas normas respectivas. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 44 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 45 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Para o cálculo da queda de tensão em um circuito, deve ser utilizada a corrente de projeto do circuito. A corrente de projeto inclui as componentes harmônicas. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 46 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Para o dimensionamento do condutor, pode-se adotar o procedimento a seguir: conhecem-se: material do eletroduto (magnético ou não); corrente de projeto, Ip, (em amperes); fator de potência, fp; queda de tensão admissível para o caso (em porcentagem); comprimento do circuito, l, (em quilômetros); tensão de linha, V, (em volts); calculam-se: queda de tensão admissível, QT, (em volts) e QT/(Ip x l); seção nominal do condutor (tab. 4.18). Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 47 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 48 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação Outro método. Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 49 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 50 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 51 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 52 Instalações elétricas Prof. Mauro Moura Severino 53
