ctc m8 v1_t

dsfeaCTC

CTC_M8_V1_T

MÓDULO 8 Montagem de Quadros Elétricos Prediais e

Residenciais

WEG – Transformando Energia em Soluções

2

Módulo 8 – Montagem de Quadros Elétricos Prediais e Residenciais

* “ Material sujeito a alterações sem prévio aviso!”


3


Índice

1 NORMAS TÉCNICAS................................................................................. 5 1.1 Introdução ................................ ................................ ................................ ............. 5

1.1.1 Norma ABNT NBR 5410 ________________________________ ____________________ 5 1.1.2 Normas Regulamentadoras do Ministério do Trabalho ______________________________ 6

2 SISTEMAS DE ATERRAMENTO.............................................................. 8

3 PROTEÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS ...................................... 10 3.1 Introdução ................................ ................................ ................................ ........... 10 3.2 Proteção de circuitos ................................ ................................ ........................... 10 3.3 Corrente Nominal ................................ ................................ ............................... 11

3.3.1 Sobrecorrente ________________________________ _____________________________ 11 3.3.1.1 Corrente de Sobrecarga ................................ ................................ .............................. 11 3.3.1.2 corrente de curto-circuito ................................ ................................ ...........................12

3.3.2 Corrente de Projeto ________________________________ ________________________ 12 3.3.3 Corrente de Interrupção ________________________________ _____________________ 12

3.4 Disjuntor Termomagnético ................................ ................................ ................. 12 3.4.1 O Minidisjuntor Termomagnético MDW ________________________________ _______14 3.4.2 O disjuntor Termomagnético DWP ________________________________ ____________ 16 3.4.3 O Disjuntor Motor MPW ________________________________ ____________________ 17

3.5 Dimensionamento de Disjuntores ................................ ................................ ....... 18 3.6 Dispositivo de Proteção à Corrente Diferencial -Residual................................ .. 25

3.6.1 Princípio de Funcionamento do DR ________________________________ ____________ 26 3.6.2 Escolha e Instalação de Dispositivos DR ________________________________ ________27

3.6.2.1 Sensibilidade ................................ ................................ ................................ .............28 3.6.2.2 Corrente Nominal ................................ ................................ ................................ ......29 3.6.2.3 Número de Polos ................................ ................................ ................................ ........29 3.6.2.4 Instalação do DR ................................ ................................ ................................ ........30

3.7 Dispositivo de Proteção Contra Surtos – DPS................................ .................... 31 3.7.1 Instalação do DPS ________________________________ _________________________ 33

4 Chaves de Partida ...................................................................................... 35 4.1 Fusíveis ................................ ................................ ................................ ................ 36

4.1.1 FUSÍVEIS TIPOS D ou NH ________________________________ _________________ 37 4.1.2 Dimensionamento dos Fusíveis ________________________________ _______________ 39

4.2 Contatores ................................ ................................ ................................ ........... 39 4.2.1 Dimensiomanento de Contatores ________________________________ ______________40

4.3 Relés de Sobrecarga ................................ ................................ ............................ 41 4.4 Relés Temporizadores ................................ ................................ ......................... 44 4.5 Escolha do Tipo de Chave de Partida ................................ ................................. 47

4.5.1 Partida Direta ________________________________ _____________________________ 47 4.5.2 Partida Estrela-Triângulo ________________________________ ____________________ 48 4.5.3 Partida Eletrônica (Soft Starter e Inversor de Frequência) ___________________________ 51

4.5.3.1 Soft Starter ................................ ................................ ................................ ................51 4.5.3.2 Inversor de Frequência ................................ ................................ ............................... 54


4


5 Condutores Elétricos ................................................................................. 56 5.1 Condutores de Fase, Neutro e Terra. ................................ ................................. 57

6 Terminais................................................................................................... 59

7 Ferramentas .............................................................................................. 60

8 Simbologia ................................................................................................. 62 9 Tabela de Fiação ....................................................................................... 65


5


1 NORMAS TÉCNICAS

1.1.1 INTRODUÇÃO

Qualquer produto ou serviço deve obrigatoriamente ser ofertado em

concordância com as normas brasileiras. Para o desenvolvimento de projetos de

instalações elétricas não é diferente afinal uma série de precisões e prescrições devem

ser seguidos para garantir a perfeita funcionalidade do sistema instalado e a segurança

às pessoas que ficarão sujeitas às ações deste. Dentre todas as normas utilizadas

pode-se citar as da ABNT, com validade nacional, as regulamentadas pelo ministério

do trabalho, as da ANEEL e das concessionárias com validade local.

1.1.2 NORMA ABNT NBR 5410

As normas editadas pela ABNT são de uso obrigatório para projetistas,

fabricantes de equipamentos ou construtores. O não uso das normas pode acarretar

em multas no caso de falhas na instalação. A norma NBR 5410 trata de instalações

elétricas de baixa tensão a qual se aplica a circuitos alimentados com tensão nominal

de até 1000V em corrente alternada (até 400Hz) ou 1500V em corrente contínua.

A norma deve ser aplicada a instalações novas ou em reformas de edificações

residenciais, comerciais, agropecuárias ou industriais. Deve ser utilizada em

edificações, mas também em áreas externas como em campings, trailers, marinas,

canteiros de obras, feiras, exposições ou outras instalações temporárias.

Vale ressaltar que a NBR 5410 não se aplica a determinados setores como, por

exemplo, projetos de iluminação pública e cercas eletrificadas. É importante atentar-se,

também, para situações onde a aplicação desta norma deve vir associada ao uso de


6


outras normas complementares devido à especificidade da instalação ou pela exigência

de questões complementares.

1.1.3 NORMAS REGULAMENTADORAS DO MINISTÉRIO DO TRABALHO

As normas do ministério do trabalho devem obrigatoriamente ser obedecidas

pelos projetistas. Dentre as normas mais conhecidas e utilizadas cita-se a NR10 que

trata da segurança em serviços de eletricidade e a NR 17 que trata de ergonomia.

Como a norma regulamentadora NR 10 é a mais tratada quando se trata de serviços,

vale conhecer um pouco mais sobre os pontos relativos a concepção de um projeto e

que devem ser seguidas.

As recomendações a seguir são os principais pontos que devem ser

observados para que um projeto tenha em sua composição os quesitos importantes e

que levam em conta preservar a integridade da vida humana.

• Especificar dispositivos de desligamento de circuito com recursos

que impeçam a reenergização indevida;

• Todos os dispositivos de desligamento e proteção devem

obrigatoriamente ser de ação simultânea, ou seja, é vedado o uso de

dispositivos unipolares associados para proteção e seccionamento

de um circuito com mais de uma fase;

• O projeto deve levar em conta o espaço de segurança em torno dos

componentes da instalação para uma adequada manutenção, além

disso, deve levar em conta as influências externas a que a instalação

estará submetida (chuva, poeira, materiais inflamáveis ou explosivos,

etc.);

• Deve ser anotada em planta ou memorial a competências das

pessoas que terão acesso às áreas da instalação ou a equipamentos

específicos e às medidas de proteção adotadas;


7


• Os circuitos elétricos com finalidades diferentes (comunicação,

sinalização, força, controle, tração) devem ser identificados e

instalados separadamente. O compartilhamento só será aceito

mediante o uso de ações que garantam a segurança dos usuários;

• O projeto deve definir o esquema de aterramento, a disponibilidade

do condutor neutro e o de proteção e forma de conexão à terra das

partes condutoras não energizadas;

• Devem ser utilizadas chaves de aterramento automático quando for

tecnicamente necessário para o desligamento seguro de um circuito;

• Todo o projeto deve prever espaços e os acessos necessários para o

aterramento temporário;

• O projeto elétrico deverá ser mantido atualizado e disponível para

todos os interessados;

• O projeto elétrico deve obedecer às normas técnicas, normas

regulamentadoras de saúde e segurança no trabalho e ser assinado

por profissional habilitado.

O memorial descritivo deve conter, entre outros, os seguintes itens:

• Características da proteção contra choques elétricos e outros riscos

adicionais;

• Padronização na indicação da situação ou estado dos dispositivos de

manobra , por exemplo: “verde – D – desligado” ou “vermelho – L –

ligado”;

• Descrição da metodologia adotada para identificação dos circuitos,

equipamentos e estruturas, incluindo convenções adotadas para

letras, cores e números, além da explicação sobre o meio físico

utilizado (anilhas, plaquetas, etiquetas), a sua localização e

finalidade;

• Recomendações, restrições e advertências sobre o acesso de

pessoas (autorizadas ou não) à instalação e seus componentes;


8


• Descrição do princípio de funcionamento dos dispositivos de

proteção responsáveis por garantir a proteção das pessoas;

• Descrição dos critérios de escolha e dimensionamento dos

componentes da instalação de tal forma que seja garantida a

compatibilidade, entre eles a instalação elétrica, como um todo;

• Os projetos devem levar em conta a NR 17 – Ergonomia com relação

às condições de iluminação e a posição de trabalho nas atividades

de instalação, manutenção e operação.

2 SISTEMAS DE ATERRAMENTO

Dentro do quesito segurança, um dos pontos que se deseja evitar a todo

instante é o chamado “choque elétrico”. Para evitar os riscos da eletricidade à vida

humana existe uma série de ações que podem ser tomadas como, por exemplo a

instalação de equipamentos de proteção contra choques elétricos, uso de

equipamentos de proteção individuais, sinalização ao longo de pontos de alimentação,

dentre outros.

Uma das proteções indispensáveis é o que chamamos de aterramento, que

nada mais é que a ligação de um condutor a terra. O aterramento possui duas funções

e, preferencialmente devem estar combinadas formando um aterramento único. A

primeira das funções é o aterramento funcional que consiste na ligação de um dos

condutores do sistema (geralmente o neutro) com o objetivo de garantir o

funcionamento correto, seguro e confiável da instalação. A segunda função é a ligação

das massas e dos elementos estranhos à instalação para escoar as possíveis

correntes de fuga e de curto-circuito para a terra.

Sendo que o aterramento é parte importante do sistema elétrico, vale conhecer

a tabela que traz as informações dos possíveis esquemas, de acordo com a NBR 5410.


9


Esquema Descrição

Possui um plano de alimentação diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a este ponto por condutores de proteção.

Variação Situação dos condutores neutro e proteção S O condutor neutro (N) e o condutor de proteção (PE) são separados.

C As funções de neutro (N) e proteção (PE) são combinadas em um único condutor (PEN).

TN

C-S As funções de neutro (N) e de proteção (PE) são combinadas em um único condutor (PEN) em parte da instalação.

TT Possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, estando as massas ligadas a um ponto de aterramento independente.

IT Nenhum ponto da alimentação é diretamente aterrado (sistema isolado ou aterrado por impedância), estando, no entanto, as massas diretamente aterradas

Tabela 1 – Esquemas de aterramento

Figura 1 - Variações dos esquemas de aterramento


10


3 PROTEÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

3.1 INTRODUÇÃO

As instalações elétricas estão constantemente sujeitas a ações, muitas vezes

involuntárias e incontroláveis e que podem trazer danos ao circuito instalado. Visando

garantir a integridade e funcionalidade do todo, assim como proporcionar segurança,

componentes para proteção são inseridos nas instalações. Tais componentes devem

ser escolhidos de maneira eficiente a fim de que se tenha uma proteção eficaz e assim

evitar qualquer dano ao patrimônio, bem como prejuízos devido a interrupção de

fornecimento.

3.2 PROTEÇÃO DE CIRCUITOS

Os circuitos elétricos são basicamente compostos de condutores e

equipamentos. Os dispositivos de proteção, os quais também fazem parte dos circuitos

são as peças indispensáveis para que danos venham ocorrer em uma instalação.

As proteções, das quais os dispositivos de proteção nos trazem são ditas,

principalmente como as proteções contra sobrecarga, contra curto-circuito ou contra

choques elétricos. Os equipamentos de proteção contra sobrecarga são aqueles que

evitam os danos oriundos de correntes anormais ao circuito. Quando um curto-circuito

acontece, a corrente que circula atinge valores bastante altos e deve ser interrompida

rapidamente, mas mesmo assim a corrente de curto-circuito e a corrente de sobrecarga

são interrompidas pelo mesmo componente. Para a proteção da vida humana utiliza-

se outro componente que interrompe o circuito a partir de valores de corrente na ordem

dos miliampéres. Dependendo do tipo de proteção que se quer são utilizados os

seguintes dispositivos:

- sobrecarga: relés de sobrecarga ou disjuntores termomagnéticos;

- curto-circuito: fusíveis, disjuntores magnéticos;


11


- choques elétricos: dispositivos residuais;

Antes de se falar, mais amplamente, sobre cada um dos componentes de

proteção vale analisar alguns conceitos importantes e que fazem parte dos dispositivos

de proteção.

3.2.1 CORRENTE NOMINAL

A corrente nominal é a corrente necessária para o funcionamento da carga e

também aquela que circula nos disjuntores sem que esta perceba uma elevação de

temperatura capaz de interromper a alimentação do circuito. Observando a carga

instalada no circuito, corrente nominal é aquela indicada na placa de identificação da

mesma ou em seu manual de instruções. Do ponto de vista de um disjuntor, a corrente

nominal é a soma das correntes nominais de todas as cargas instaladas no mesmo e

das quais são efetuadas as proteções. Equipamentos de proteção também possuem

corrente nominal, indicada no corpo do produto, na bula ou no catálogo

3.2.2 SOBRECORRENTE

As correntes acima dos valores nominais são aquelas que chamamos de

sobrecorrentes. As sobrecorrentes podem ocorrer devido a uma sobrecarga ou um

curto-circuito.

3.2.2.1 CORRENTE DE SOBRECARGA

A corrente de sobrecarga também é uma forma de sobrecorrente. Esta

aparece, normalmente, por alguma falta no circuito ou por imprudência do usuário. As

correntes de sobrecargas são aquelas um pouco acima da nominal e devido a sua

ação desencadeiam o efeito joule suficiente para atuar em lâminas bimetálicas (como

os relés de sobrecarga, ou em disjuntores termomagnéticos) e assim trazer o

desligamento do circuito.


12


3.2.2.2 CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO

É uma sobrecorrente de alta intensidade que aparece devido a falhas graves

na instalação como, por exemplo, as falhas na isolação para o terra, para o neutro ou

entre fases. A intensidade da corrente curto-circuito, quando não limitada traz sérios

danos a instalação e equipamentos, podendo causar incêndios, tudo isso por alcançar

valores muito superiores aqueles que os condutores suportam.

3.2.3 CORRENTE DE PROJETO

É a corrente utilizada para dimensionamento de condutores. Considera-se

como a máxima corrente prevista em um circuito sob condições normais de

funcionamento.

3.2.4 CORRENTE DE INTERRUPÇÃO

Significa o maior valor de corrente de curto-circuito que um componente de

proteção é capaz de interromper sem colar os contatos ou explodir. Este valor de

corrente depende da tensão que está sendo aplicada e é indicada na placa de

identificação do produto, em kA, sendo garantido pelo fabricante em conformidade com

os ensaios normalizados. As correntes de interrupção dos dispositivos de proteção são

escolhidas de acordo com as correntes de curto-circuito presumidas.

3.3 DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO


13


Como o próprio nome já diz, o disjuntor termomagnético é um dispositivo de

proteção contra os efeitos do curto-circuito (devido a ação magnética) e também

proteção contra sobrecarga (devido a contribuição do movimento relativo das lâminas

bimetálicas). Internamente é composto por uma série de peças mecânicas que juntas

pode atuar, quando solicitado, devido a uma intervenção manual ou pelos efeitos que a

corrente elétrica traz. Dentre as três funções básicas do disjuntor tem-se:

a) Manobra manual: permite energizar e desenergizar os circuitos

operando como interruptor. Ideal para intervenções em

manutenções ou instalações de equipamentos;

b) Disparo térmico: oferecer proteção aos condutores ou mesmo

aparelhos através do seu dispositivo térmico (lâminas bimetálicas);

c) Disparo magnético: proteger a fiação contra os efeitos das correntes

de curto-circuito por meio do dispositivo magnético.

Observando o conteúdo interno do disjuntor termomagnético é possível entender

melhor o funcionamento.

Fig. 2 – vista interna do minidisjuntor MDW De acordo com o esquema apresentado, visualiza-se que o circuito série do

disjuntor termomagnético traz um único caminho para a corrente elétrica. Este aspecto

permite que as proteções, tanto térmica como a magnética, monitorem os efeitos Joule

e atuem caso alguma anormalidade ocorra.


14


Basicamente, a proteção térmica atua quando os valores de corrente que

circulam pelo disjuntor são apenas um pouco acima da nominal. Neste momento o

movimento relativo das lâminas bimetálicas atuará na trava mecânica que efetua a

abertura dos contatos do disjuntor. Para a proteção magnética, tem-se que valores de

corrente muito acima do especificado para o equipamento de proteção criam um campo

magnético forte o suficiente para que a atuação da trava mecânica seja instantânea.

3.3.1 O MINIDISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO MDW

As curvas de comportamento do minidisjuntor termomagnético são semelhantes

ao que se apresenta na figura 3.

Figura 3 – Curva termomagnética do disjuntor MDW

O minidisjutor MDW atende as curvas características de disparo B e C,

conforme norma IEC 60898, podendo ser utilizada nas mais variadas aplicações:

* Curva B: O minidisjuntor de curva b tem como característica principal o disparo

instantâneo para corrente entre 3 a 5 vezes a corrente nominal. Sendo assim, são

aplicados principalmente na proteção de circuitos com características resistivas ou com


15


grandes distâncias de cabos envolvidos. Ex. lâmpadas incandescentes, chuveiros,

aquecedores elétricos, etc;

* Curva C: O minidisjuntor de curva C tem como característica o disparo instantâneo

para correntes entre 5 a 10 vezes a corrente nominal. Sendo assim, são aplicados para

a proteção de circuitos com instalação de cargas indutivas. Ex.: lâmpadas

fluorescentes, geladeiras, máquinas de lavar, etc.

Figura 4 – Disjuntor MDW monopolar, bipolar e tripolar

As instalações elétricas são compostas por cargas de comportamentos

diferentes,portanto o profissional deve estar atento ao definir os dispositivos de

proteção. A especificação incorreta da curva de disparo pode provocar atuações

indesejadas dos disjuntores, interrompendo alimentações em momentos inadequados,

provocando insatisfação do usuário, podendo inclusive, causar danos à instalação e

equipamentos. Para especificação correta dos disjuntores eletromagnéticos o projetista

deve levar em consideração os seguintes itens:

• Número de pólos;

• Corrente nominal;

• Tensão nominal;

• Freqüência;

• Capacidade de interrupção.

Uma observação importante relativa ao número de pólos do disjuntor

termomagnético: Não é possível formar um disjuntor bipolar interligando as manoplas

de dois disjuntores monopolares, pois isso não assegura o seccionamento simultâneo


16


de todos os condutores de fase. O disjuntor bipolar possui um intertravamento interno

do mecanismo de disparo.

Em se tratando das capacidades de interrupção dos minidisjuntores

termomagnéticos WEG, tem-se os seguintes valores, os quais estão em conformidade

com as normas NBR 60898 e NBR60947-2 de acordo com o que é apresentado na

tabela 2.

Norma Corrente Nominal Capacidade de Interrupção 2 e 4 A 1,5 kA NBR 60898 6 a 100 A 3 kA 2 e 4 A 1,5 kA NBR 60947-2 6 a 100 A 5 kA

Tabela 2 – Valores de corrente de interrupção dos disjuntores MDW

Para definição da capacidade de interrupção as normas determinam ciclos de ensaio

estabelecidos conforme a seguir:

NBR 60898 – open/time/close/open/time/close/open

NBR 60947-2 – open/time/close/open

O ciclo da norma 60898 é mais severo por se tratar de aplicações tipicamente

residenciais e operadas por leigos.

Uma das principais vantagens do disjuntor termomagnético é a possibilidade de

rearme em caso de atuação por sobrecarga ou curto-circuito.

3.3.2 O DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO DWP

Para os casos onde as correntes nominais possuem valores superiores a 100A

pode ser utilizado um disjuntor termomagnético linha DWP. Complementando a linha

dos minidisjuntores termomagnéticos, o disjuntor DWP é aplicado em instalações

prediais para correntes nominais na ordem de 100A a 225A.


17


Figura 5 – Disjuntor termomagnético DWP Outra característica do disjuntor para o segmento predial DWP é a corrente de

interrupção igual a 12kA em 380V. A característica termomagnética pode ser

observada a partir do gráfico da figura 6.

Figura 6 – Curva do Disjuntor termomagnético DWP

3.3.3 O DISJUNTOR MOTOR MPW

O disjuntor-motor MPW é uma solução compacta para proteção do circuito

elétrico e partida/proteção de motores até 20cv, 380 V/440 V.

Possui alta capacidade de interrupção, permitindo sua utilização mesmo em

instalações com elevado nível de corrente de curto-circuito.

Assegura total proteção ao circuito elétrico e ao motor através de seus disparadores

térmico (ajustável para proteção contra sobrecargas e dotado de mecanismo diferencial


18


com sensibilidade a faltas de fase) e magnético (calibrado em 12xIn para proteção

contra curtos-circuitos).

Seu acionamento é rotativo e possui indicação de disparo (TRIP), permitindo ao

operador a visualização do desligamento manual do disjuntor ou de seu disparo via

mecanismo de proteção. A manopla de acionamento pode ser bloqueada com cadeado

ou similar na posição “desligado”, garantindo assim segurança em manutenções.

O emprego do disjuntor-motor é ideal para circuitos nos quais há motores

envolvidos devido a possibilidade de ajuste da proteção térmica (mesma característica

dos relés de sobrecarga). Há alguns modelos diferentes de disjuntor-motor MPW,

conforme é possível observar na figura 7.

Figura 7 – Disjuntor-motor MPW e suas respectivas correntes

A especificação do disjuntor-motor é realizada de maneira bastante simples

através das faixas de ajuste disponíveis para os quatro modelos de disjuntor.

3.4 DIMENSIONAMENTO DE DISJUNTORES

0,10 10 16 32 55 65 100 Ajuste de corrente (A)

MPW16

MPW25

MPW65

MPW100


19


A NBR 5410 impõe condições que devem ser cumpridas para que haja perfeita

coordenação entre os condutores vivos de um circuito e o dispositivo que protege

contra correntes de sobrecarga e curtos-circuitos.

Como se sabe os disjuntores protegem contra a ação das altas correntes

provenientes de curtos-circuitos que possam ocorrer, mas também protegem contra as

ações de correntes anormais que aparecem devido a sobrecarga nas instalações.

Analisando a condição de sobrecarga, faz-se necessário proteger os condutores e

equipamentos ligados a ele através do dispositivo que atendam as seguintes

condições:

Onde:

IB = corrente de projeto do circuito, em ampéres (A);

In = corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste, para

dispositivos ajustáveis), nas condições previstas para sua instalação, em ampéres (A);

Iz = capacidade de condução de corrente dos condutores, nas condições previstas para

a sua instalação, submetidos aos valores de correção eventuais.

Onde:

Iz = corrente corrigida, em ampéres (A);

Ic = capacidade limite de condução de corrente do condutor, em ampéres (A)-tabela 4;

FCA = Fator de correção de agrupamento dos circuitos - tabela 6;

FCT = Fator de correção de temperatura - tabela 5.

Para que seja conhecida a capacidade de condução de corrente de cada

condutor é necessário, antes, conhecer os tipos de instalações. Para isto é

apresentada a tabela número 3 a seguir:

Método

de Instalação Número

Método de referência a utilizar para a capacidade

de condução de

Descrição

znB III ≤≤

FCTFCAII Cz ××=


20


corrente

1 A1 Condutores Isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante

2 A2 Cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutid o em parede termicamente isolante

3 B1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 0,3 vezes o diâmetro do eletroduto

4 B2 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção circular sobr e parede ou espaçado esta menos de 0,3 vezes o diâmetro do eletroduto

5 B1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção não-circular sobre parede

6 B2 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção não -circular sobre parede

7 B1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria

8 B2 Cabo multipolar com eletroduto de seção circular embutido em alvenaria

11 C Cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede ou espassado desta menos de 0,3 vezes o diâmetro do cabo

11A C Cabos unipolares ou cabo multipolar fixado direta mente no teto.

11B C Cabos unipolares ou cabo multipolar afast ado do teto mais de 0,3 vezes o diâmetro do cabo.

12 C Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja não perfurada, perfurada ou prateleira.

13 E (multipolar) F (unipolares)

Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja perfurada, na horizontal ou vertical


Cabos unipolares ou cabo multipolar sobre suportes horizontais, el etrocalha armada ou tela.


Cabos unipolares ou cabo multipolar asfastado(s) da parede mais de 0,3 vezes o diâmetro do cabo.


Cabos unipolares ou cabo multipolar com leito.


Cabos unipolares ou cabo multipolar suspenso(s) por cabo de suporte, incorporado ou não.

18 G Condutores nus ou isolados sobre isoladores.

21

1,5De•V<5De B2

5De•V<50De B1

Cabos unipolares ou cabos multipolares em espaço de construção, sejam eles lançados diretamente sobre a superfície do espaço de construção, sejam instalados em suportes ou condutos abertos (bandeja, prateleira, tela ou leito) dispostos no espaço de construção.


21


Método de

Instalação Número

Método de referência a utilizar para a capacidade

de condução de corrente

Descrição

22

1,5De•V<20De B2

V•20De B1

Condutores isolados em eletroduto d seção circular em espaço de construção.

23 B2 Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto de seção circular em espaço de construção.

24

1,5De•V<20De B2

V•20De B1

Condutores isolados em eletroduto de seção não -circular em espaço de construção.

25 B2 Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto de seção não-circular ou eletrocalha em espaço de construção.

26

1,5De•V<5De B2

5De•V<50De B1

Condutores isolados em eletroduto de seção não -circular embutido em alvenaria.

27 B2 Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto de seção não -circular embutido em alvenaria.

31 32 B1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletrocalha sobre parede em

percurso horizontal ou vertical. 31A 32A B2 Cabo multipolar em eletrocalha sobre parede em percurso horizontal ou

vertical.

33 B1 Condutores isolados ou cabos unipolares em canaleta fechada embutida no piso.

34 B2 Cabo multipolar em canaleta fechada embutida no piso. 35 B1 Cond. isolados ou cabos unipolares em eletrocalha ou perfilado suspenso. 36 B2 Cabo multipolar em eletrocalha ou perfila do suspenso.

41

1,5De•V<20De B2

V•20De B1

Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular contido em canaleta fechada com percurso horizontal ou vertical.

42 B1 Condutores isolados em eletroduto de seção circular contido em canale ta ventilada embutida no piso.

43 B1 Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta ventilada embutida no piso 51 A1 Cabo multipolar embutido diretamente em parede termicamente isolante.

52 C Cabos unipolares ou cabo multipolar embutidos diretamente em alvenaria sem proteção mecânica adicional.

53 C Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido diretamente em alvenaria com proteção mecânica.

61 D Cabo mutltipolar em eletroduto (de seção circular ou não) ou em canaleta não-ventilada enterrada.

61A D Cabos unipolares em eletrodutos (de seção não -circular ou não em canaleta não ventilada aterrada.

63 D Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente enterrado, com proteção mecânica adicional.

71 A1 Condutores isolados ou cabos unipolares em moldura.

72 72A

B1 B2

72 – condutores isolados ou cabos unipolares em canaleta provida de separações sobre parede. 72A – Cabo multipolar em canaleta provida de separações sobre parede.


22


73 A1 Condutores isolados em eletroduto, cabos unipolares ou cabo multipolar

embutido em caixilho de porta.

74 A1 Condutores isolados em eltroduto, cabos unipolares ou cabo multipolar embutido em caixilho de janela.

75 75A

B1 B2

75 – Condutores isolados ou cabos unipolares em canaleta embutida em parede. 75A – Cabo multipolar em canaleta embutida em parede.

Tabela 3 – tipos de linhas elétricas (fo nte NBR 5410) Conhecendo os tipos de instalações elétricas é possível observar qual o valor de

capacidade de corrente de cada seção nominal dos condutores. Para isso é

apresentado a seguir as tabelas referente aos condutores de cobre ou alumínio com

isolação em PVC ou Polietileno reticulado (XLPE). Condutores de cobre com isolação PVC, temperatura condutor 70ºC e Temp. Ambiente 30ºC

Métodos de Referência (indicado s na tabela 3) A1 A2 B1 B2 C D

Número de Condutores Carregados

Seções Nominais

mm² 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3

0,5 7 7 7 7 9 8 9 8 10 9 12 10 0,75 9 9 9 9 11 10 11 10 13 11 15 12

1 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 1,5 14,5 13,5 14 13 17,5 15,5 16,5 15 19,5 17,5 22 18 2,5 19,5 18 18,5 17,5 24 21 23 20 27 24 29 24 4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 38 31 6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 47 39

10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 125 103 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 183 151 95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 216 179 120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 246 203 150 240 216 219 196 309 275 265 236 344 299 278 230 185 273 245 248 223 353 314 300 268 392 341 312 258 240 321 286 291 261 415 370 351 313 461 403 361 297 300 367 328 334 298 477 426 401 358 530 464 408 336 400 438 390 398 355 571 510 477 425 634 557 478 394 500 502 447 456 406 656 587 545 486 729 642 540 445 630 578 514 526 467 758 678 626 559 843 743 614 506 800 669 593 609 540 881 788 723 645 978 865 700 577

1000 767 679 698 618 1012 906 827 738 1125 996 792 652 0,5 10 9 10 9 12 10 11 10 12 11 14 12

0,75 12 11 12 11 15 13 15 13 16 14 18 15 1 15 13 14 13 18 16 17 15 19 17 21 17

1,5 19 17 18,5 16,5 23 20 22 19,5 24 22 26 22 2,5 26 23 25 22 31 28 30 26 33 30 34 29 4 35 31 33 30 42 37 40 35 45 40 44 37 6 45 40 42 38 54 48 51 44 58 52 56 46


23


Condutores de cobre com isolação PVC, temperatura condutor 70ºC e Temp. Ambiente 30ºC Métodos de Referência (indicados na tabela 3)

A1 A1 A1 A1 A1 A1 Número de Condutores Carregados

Seções Nominais

mm² 2 2 2 2 2 2

10 61 54 57 51 75 66 69 60 80 71 73 61 16 81 73 76 68 100 88 91 80 107 96 95 79 25 106 95 99 89 133 117 119 105 138 119 121 101 35 131 117 121 109 164 144 146 128 171 147 146 122 50 158 141 145 130 198 175 175 154 209 179 173 144 70 200 179 183 164 253 222 221 194 269 229 213 178 95 241 216 220 197 306 269 265 233 328 278 252 211 120 278 249 253 227 354 312 305 268 382 322 287 240 150 318 285 290 259 407 358 349 307 441 371 324 271 185 362 324 329 295 464 408 395 348 506 424 363 304 240 424 380 386 346 546 481 462 407 599 500 419 351 300 486 435 442 396 628 553 529 465 693 576 474 396 400 579 519 527 472 751 661 628 552 835 692 555 464 500 664 595 604 541 864 760 718 631 966 797 627 525 630 765 685 696 623 998 879 825 725 1122 923 711 596 800 885 792 805 721 1158 1020 952 837 1311 1074 811 679

1000 1014 908 923 826 1332 1173 1088 957 1515 1237 916 767 Tabela 4 – tabela de condução de corrente para isolação PVC e XLPE (fonte NBR 5410)

Para que seja conhecida a corrente corrigida utilizada no dimensionamento é

importante utilizar o fator de correção de temperatura (FCT). Como na grande maioria

das aplicações a temperatura ambiente é diferente daquela apresentada pelo

fabricante dos condutores e utilizada no momento do ensaio do produto, é muito

importante realizar a correção da capacidade de corrente para a temperatura na qual o

circuito é submetido. A tabela 5 auxilia na correção de temperatura:

Isolação PVC EPR ou XLPE PVC EPR ou XLPE Temperatura (ºC)

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 5 – Fatores de correção para temperaturas ambientes dif erentes de 30ºC para cabos não enterrados e de 20ºC (temperatura do solo) para linhas subterrâneas (fonte NBR 5410)


24


Finalmente, para que a corrente corrigida Iz seja calculada faz-se necessário

aplicar o fator de correção de agrupamento (tabela 6). Isto se faz importante e

essencial pois a maioria dos circuitos é alojado em bandejas ou eletrodutos agrupados

com outros cabos ou ainda em eletrodutos enterrados.

Os fatores de correção de agrupamento são aplicáveis a grupos homogêneos de

cabos uniformemente carregados. Quando a distância horizontal entre os cabos

adjacentes superior ao dobro de seu diâmetro externo, não é necessário aplicar

nenhum fator de redução.

O número de circuitos ou cabos com o qual se consulta a tabela refere-se:

- à quantidade de grupos de dois ou três condutores isolados ou cabos unipolares,

cada grupo constituindo um circuito (supondo-se um só condutor por fase, isto é, sem

condutores em paralelo), e/ou

- à quantidade de cabos multipolares que compõem o agrupamento, qualquer que seja

essa composição (só condutores isolados, só cabos unipolares, só cabos multipolares

ou qualquer combinação).

Número de circuitos ou de cabos multipolares Ref.

Forma de agrupamento

dos condutores 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a 11

12 a 15

16 a 19 •20

1

Em feixe; ao ar livre ou sobre

superfície; embutidos;em

conduto fechado

1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38

2

Camada única sobre parede, piso, ou em bandeja não perfurada ou

prateleira

1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70

3 Camada única no teto 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61

4 Camada única

em bandeja perfurada

1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72

5 Camada única em leito, suport e 1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78

Tabela 6 – Fatores de correção com relação ao agrupamento de cabos (fonte NBR 5410) De acordo com o que se observa na fórmula abaixo, pode-se afirmar que:


25


As correntes características do conjunto condutores-dispositivo de proteção devem

atender às seguintes condições:

a) A corrente nominal do dispositivo de proteção, In, não deve ser inferior a

corrente de projeto do circuito, IB; assim evita-se a atuação do dispositivo

quando o circuito funciona normalmente.

b) A corrente nominal do dispositivo de proteção, In, não deve ser superior a

capacidade de condução de corrente Iz, dos condutores; assim o disjuntor deve

ficar sobrecarregado quando ocorrer uma sobrecarga no circuito.

c) A corrente de projeto do circuito, IB, não deve ser superior a capacidade de

condução de corrente dos condutores, Iz.

3.5 DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO À CORRENTE DIFERENCIAL-RESIDUAL

Segurança é um dos assuntos mais discutidos pelos profissionais da

eletricidade e para atendê-la algumas ações devem ser obrigatoriamente tomadas, de

acordo com o que trata a norma regulamentadora NR10. Assim como atitudes seguras

repercutem em benefícios quando o assunto tratado é “cuidar da vida”, a instalação de

dispositivos de proteção à corrente diferencial-residual também contribuem, e muito,

com o tema em questão.

A Norma NBR 5410 torna explicita a obrigatoriedade da instalação dos

dispositivos de proteção DR’s, sendo exigidas em tais condições:

a) Em circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais contendo

banheira ou chuveiro;

b) Em circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas

externas à edificação;

c) Em circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam

vir a alimentar equipamentos no exterior;

znB III ≤≤


26


d) Em circuitos que sirvam a pontos de utilização em cozinhas, lavanderias,

áreas de serviço, garagens e demais dependências internas molhadas em uso normal

ou sujeitas a lavagens.

Há alguns casos onde o uso dos dispositivos DR não são recomendados, e

também não exigidos pela norma, como por exemplo, em instalações de salas de

cirurgias ou serviços de segurança, quando pode ocorrer o desligamento de

congeladores por atuação intempestiva da proteção associada à hipótese de ausência

prolongada de pessoas significando em perdas ou conseqüências sanitárias

relevantes. Para estas situações, análises mais apuradas devem ser realizadas,

sempre com o intuito de primar pela segurança. Vale lembrar que em alguns casos o

DR utilizado deve ter a característica de alta imunidade a perturbações.

3.5.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO DR

A maneira como o DR funciona é semelhante a forma como um transformador

opera. No caso do transformador há um enrolamento primário que é alimentado com

determinado valor de tensão (tensão alternada) e devido a Lei de Faraday ocorre o

aparecimento de tensão induzida no secundário. De acordo com Faraday, “Um

condutor submetido a ação de um fluxo magnético variável, tem em seus terminais o

aparecimento de uma tensão”.

O DR monitora constantemente as correntes de entrada e saída e a partir da

análise vetorial dos efeitos criados por estas pode ocorrer a atuação do dispositivo e

com isso o seccionamento do circuito, efetuando a proteção. Observando as figuras 7

e 8 fica fácil compreender a forma como acontece a operação do dispositivo residual

DR. Na figura 8 está representado um circuito com a isolação perfeita e, portanto, sem

fuga de corrente. Por este motivo o sensor de corrente mantém os contatos principais

dtdV φ

−=


27


do DR fechados mantendo a alimentação. O sensor de corrente consiste em uma

bobina magnetizada (contanto que nenhuma fuga de corrente esteja presente) que

mantém o contato na posição fechada.

Figura 8 – DR sem corrente de fuga Figura 9 – DR com corrente de fuga

Como é possível observar na figura, não havendo fuga de corrente a soma

vetorial das correntes é igual a zero, resultando em um fluxo magnético nulo no toróide.

Por esta razão o DR mantém o circuito energizado.

A partir do momento em que ocorrer uma fuga de corrente a soma vetorial

desta deixa de ser nula e devido ao aparecimento do fluxo magnético no toróide tem-se

a atuação do sensor de corrente e por fim o seccionamento do circuito (figura 9).

Os dispositivos residuais DR’s operam devido a fugas de corrente na ordem de

miliampéres.

3.5.2 ESCOLHA E INSTALAÇÃO DE DISPOSITIVOS DR Para a escolha do DR algumas características devem ser observadas, as quais

são sensibilidade, corrente nominal, número de pólos (bipolar ou tetrapolar). Para que a

escolha do dispositivo DR adequado seja efetuada, vale se observar cada um dos

tópicos alavancados.


28


3.5.2.1 SENSIBILIDADE

Basicamente, os dispositivos diferenciais DR são classificados entre os tipos de

alta e baixa sensibilidade. Os DR’s de alta sensibilidade são aqueles utilizados em

instalações residenciais, cuja corrente diferencial-residual é de até 30mA e é o ideal

para proteger pessoa contra choques elétricos (contato diretos ou falhas na

isolação/aterramento ou até mesmo inexistência do condutor de proteção), mesmo em

condições desfavoráveis. Os DR’s de baixa sensibilidade, ao contrario dos

mencionados anteriormente, são aqueles com corrente diferencial-residual superior a

30mA e são ideais para proteção contra contatos indiretos e riscos de incêndio (em

locais onde haja presença de materiais inflamáveis como indústrias química e

petroquímicas).

De acordo com o que se pode observar na figura 10, os DR’s recomendados

para residências, pois atuam exatamente nas faixas de corrente que podem trazer

danos a vida humana. Este fato, aliado a informação de atuação do dispositivo em

tempos inferiores a 50ms, torna evidente o motivo da exigência normativa em ralação a

instalação deste produto.

Figura 10 – efeitos da corrente elétrica no corpo humano (IEC 60479) Sobre a figura 10 tem-se:

Região 1 – normalmente não causa nenhum efeito perceptível;

Região 2 – sente-se a passagem da corrente, mas não há qualquer reação do corpo;


29


Região 3 – efeito de agarramento, incômodo, porém normalmente sem seqüelas após

a interrupção;

Região 4 – Fibrilação ventricular, normalmente fatal.

3.5.2.2 CORRENTE NOMINAL Para a escolha da corrente nominal do DR deve-se observar a corrente

nominal do disjuntor termomagnético associado. A corrente do DR deve ser, no

mínimo, igual a corrente do disjuntor. Os valores de corrente nominais dos DR’s Weg

podem ser conseguidos através do site http://www.weg.net ou no catálogo do produto.

3.5.2.3 NÚMERO DE POLOS Os DR’s são fabricados nas versões dois e quatro pólos, cabendo ao projetista

escolher o que melhor se adapta ao sistema de distribuição adotado. A tabela 7 mostra

de maneira resumida a forma de utilização destes em acordo com os sistemas. Dispositivo Diferencial -residual

Sistema Bipolar Tetrapolar

Monofásico a 2 condutores (f ase + neutro) X

Bifásicos a 2 condutores (fase + fase) X

Monofásico a 3 condutores ( fase + fase + neutro) X

Trifásico a 3 condutores (fase + fase + fase) X

Trifásico a 4 condutores (fase + fase + fase + neutro) X

Tabela 7 – Uso do DR bipolar ou tetrapolar (fonte: livro curso técnico em eletrotécnica módulo 1 pg.276)

Para a instalação do DR todos os condutores do circuito devem,

obrigatoriamente, passar pelo dispositivo, com exceção do condutor terra. O condutor

neutro não poderá ser aterrado após ter passado pelo DR.

Vale lembrar que por questões de segurança em todos os casos de utilização

dos DR’s a norma prescreve que o botão de teste deve ser pulsado mensalmente a fim

de o usuário verificar o perfeito funcionamento do mesmo.


30


3.5.2.4 INSTALAÇÃO DO DR

Segundo a norma NBR 5410 os DR’s podem ser instalados de maneira a

oferecer proteção individual, por ponto de utilização, por circuito ou por grupos de

circuito, mas exige no mínimo 1 DR instalado. As figuras 11, 12 e 13 mostram os

possíveis esquemas de ligação em uma instalação, de acordo com o que estabelece a

norma.

Figura 11 – Instalação com DR 1 Figura 12 – Instalação com DR 2


31


Figura 13 – Instalação com DR 3

3.6 DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS – DPS

Os dispositivos de proteção contra surtos (DPS) são desenvolvidos para a

proteção de equipamentos e instalações contra surtos e sobretensões provenientes de

descargas indiretas na rede elétrica, mais comumente causadas por raios e/ou

manobras no sistema elétrico. Independentemente do tipo ou da origem, as descargas

geram um aumento repentino na tensão da rede – os surtos e sobretensões

momentâneas – que danificam equipamentos eletro-eletrônicos e a própria instalação,

trazendo muitos prejuízos.

Os DPS Weg são os de classe I ou classe II, sendo que os de classe I são

indicados para locais sujeitos a descargas de alta intensidade, característica típica de

instalações e edifícios alimentados diretamente por rede de distribuição aérea, exposta

a descargas atmosféricas. Recomenda-se a instalação do DPS classe I no ponto de


32


entrada da rede elétrica na edificação. Já para locais onde a rede elétrica não está

exposta a descargas atmosféricas diretas, caso típico de instalações internas de

residências e/ou edificações alimentadas por rede elétrica embutida / subterrânea, são

indicados os DPS classe II. Recomenda-se sua instalação no quadro de distribuição.

Para a seleção dos DPS, devem-se observar as seguintes características:

• Nível de proteção;

• Máxima tensão de operação contínua;

• Suportabilidade a sobretensões temporárias;

• Corrente nominal de descarga e corrente de impulso;

• Suportabilidade a corrente de curto-circuito.

Os níveis de proteção, máxima tensão de operação contínua e sobretensões

temporárias são pontos normalizados relacionados à fabricação dos DPS e, portanto,

devem ser atendidos pelo fabricante. Os valores de corrente de impulso e corrente

nominal de descarga dos DPS são selecionados a partir das seguintes situações,

conforme norma NBR 5410:

• Quando o DPS for destinado à proteção contra sobretensões de

origem atmosféricas transmitidas pela linha externa de alimentação e

contra sobretensões de manobra, sua corrente nominal de descarga

(In) não deve ser inferior a 5kA (8/20•s) para cada modo de

proteção. Todavia In não deve ser inferior a 20kA (8/20•s) em redes

trifásicas, ou 10kA (8/20•s) em redes monofásicas, quando o DPS

for usado entre o neutro e PE;

• Quando o DPS for destinado à proteção contra sobretensões

provocadas por descargas atmosféricas diretas sobre a edificação ou

em suas proximidades, sua corrente de impulso (Iimp) deve ser

determinada com base na IEC61312-1; se o valor da corrente não

puder ser determinado, Iimp não deve ser inferior a 12,5kA para cada

modo de proteção. No caso de DPS usado entre neutro e PE,

também deve ser determinada conforme a IEC61312-1; ou, caso o

valor da corrente não possa ser determinado, Iimp não pode ser


33


inferior a 50kA para uma rede trifásica ou 25kA para uma rede

monofásica.

A suportabilidade à corrente de curto-circuito dos DPS deve ser igual ou

superior a corrente de curto-circuito presumida no ponto em que vier a ser

instalado.

3.6.1 INSTALAÇÃO DO DPS A maneira de instalação dos dispositivos de proteção contra surtos pode ser

realizada de acordo como mostra a figura 14.

Figura 14 – Instalação dos DPS

Além do que é observado na figura 14, a NBR 5410 determina que a utilização

dos DPS deva ser junto ao ponto de entrada da linha elétrica ou no quadro geral de

distribuição, conforme esquema da tabela 8.

A linha elétrica de energia

que chega à edificação inclui o neutro?

O neutro será aterrado no barramento de

equipotencialização principal da edificação?

F1,F2,F3L1

PEN

L2L3

F1,F2,F3L1

PEN

L2L3

NÃO

SIM


34


NÃO Dois esquemas de conexão são possíve is.

Esquema de Conexão1: Os DPS devem ser ligados a cada condutor de fase, de um lado e ao BEP ou a barra PE do quadro, do outro lado

Os DPS devem ser ligados a cada condutor de fase de um lado e ao BEP ou a barra PE do quadro do outro lado

Os DPS devem estar ligados a cada condutor de fase de um lado e ao condutor neutro de outro.

E ainda, um dos DPS deve estar ligado ao condutor neutro de um lado e ao BEP ou à barra PE do outro lado .

E ainda um DPS deve estar ligado ao condutor neutro de um lado e ao BEP ou à barra PE do outro lado .

Tabela 8 – Instalação do DPS

Com relação a maneira de instalar o DPS, a norma NBR 5410 determina que o

comprimento dos cabos de ligação deve ser o mais curto possível, sem curvas ou

laços. Os comprimentos máximos dos cabos não devem exceder a 0,5m somando as

distâncias a e b da figura 15 ou simplesmente a distância b da figura 16. Quando o

DPS é instalado no ponto de entrada, em situação abrigada, ou em suas proximidades,

os cabos de conexão devem ser de no mínimo 4mm². Para DPS instalado em locais

que deve oferecer proteção contra descargas elétricas diretas sobre a edificação a

seção nominal do condutor de instalação deve ser de no mínimo 16mm².

SIM


35


Figura 15 – instalação DPS Figura 16 – instalação DPS especial

Os DPS possuem um sinalizador de estado, localizado no frontal do dispositivo.

Este sinalizador permite ao usuário perceber a necessidade de substituição do módulo

de proteção. A concepção plug-in dos DPS permite que a substituição dos módulos de

proteção aconteça sem a necessidade de desconectar os cabos, pois a base

permanece instalada.

Figura 17 - DPS

4 CHAVES DE PARTIDA

Em instalações prediais é comum a montagem de chaves de partida para o

acionamento de motores destinados a trabalhos de bombeamento para águas de

reuso, águas pluviais, operação em cisternas ou outras aplicações. Por questões de


36


custos e facilidades de instalação, sempre que possível, a partida de um motor trifásico

de gaiola, deverá ser direta, por meio de contatores.

Deve ter-se em conta que para um determinado motor, as curvas de conjugado

e corrente são fixas, independente da dificuldade de partida, para uma tensão

constante.

Nos casos em que a corrente de partida do motor é elevada podem ocorrer as

seguintes conseqüências prejudiciais:

• Elevada queda de tensão no sistema de alimentação da rede. Em função

disto, provoca a interferência em equipamentos instalados no sistema;

• O sistema de proteção (cabos, contatores) deverá ser superdimensionado,

ocasionando um custo elevado;

• A imposição das concessionárias de energia elétrica que limitam a queda

de tensão da rede.

Caso a partida direta não seja possível, devido aos problemas citados acima,

pode-se usar sistema de partida indireta para reduzir a corrente de partida. Estes

sistemas de partida indireta (tensão reduzida), mais comuns em instalações prediais e

residenciais são:

• Chave estrela-triângulo;

• Partidas eletrônicas (soft-starter e inversor de frequência).

Para a montagem de chaves de partida de motores há a necessidade de

utilização de alguns componentes elétricos tais como fusíveis, contatores, relés de

sobrecarga e relés temporizadores, sendo assim, antes de explanar-se sobre as

chaves montadas vale uma breve introdução sobre os componentes anteriormente

mencionados.

4.1 FUSÍVEIS

São os elementos mais tradicionais para proteção contra curto-circuito de

sistemas elétricos. Sua operação é baseada na fusão do “elemento fusível”, contido no

seu interior. O “elemento fusível” é um condutor de pequena seção transversal, que


37


sofre, devido a sua alta resistência, um aquecimento maior que o dos outros

condutores, à passagem da corrente.

O “elemento fusível” é um fio ou uma lâmina, geralmente de cobre, prata,

estanho, chumbo ou liga, colocado no interior de um corpo, em geral de porcelana ou

esteatita, hermeticamente fechado. Possuem um indicador, que permite verificar se

operou ou não; ele é um fio ligado em paralelo com o elemento fusível e que libera uma

mola que atua sobre uma plaqueta ou botão, ou mesmo um parafuso, preso na tampa

do corpo. Os fusíveis contêm em seu interior, envolvendo por completo o elemento,

material granulado extintor; para isso utilizam-se, em geral, areia de quartzo de

granulometria conveniente. A figura 18 mostra a composição de um fusível (no caso

mais geral).

Figura 18– Componentes de um fusível WEG

O elemento fusível pode ter diversas formas. Em função da corrente nominal

do fusível, ele compõe-se de um ou mais fios ou lâminas em paralelo, com trecho(s) de

seção reduzida. Nele existe ainda um ponto de solda, cuja temperatura de fusão é bem

menor que a do elemento e que atua por sobrecargas de longa duração.

4.1.1 FUSÍVEIS TIPOS D OU NH São dispositivos de proteção que quando usados em circuitos alimentadores de

motores protegem-nos contra correntes de curto-circuito e de forma seletiva (em

combinação com relés) contra sobrecargas de longa duração.


38


Os fusíveis podem ser classificados de acordo com diversos critérios. Destes

critérios os mais usados são:

a) Tensão de alimentação: alta tensão ou baixa tensão;

b) Características de interrupção: ultra-rápidos ou retardados.

Os fusíveis usados na proteção de circuitos de motores são da classe funcional

(gL), indicando que são fusíveis com função de “proteção geral”. A característica de

interrupção destes fusíveis é de efeito retardado (gG), pois os motores (cargas

indutivas) no instante de partida, solicitam uma corrente diversas vezes superior à

nominal e que dever ser “tolerada”.

Caso fossem utilizados fusíveis com características de interrupção “ultra-

rápida” estes fundiriam (queimariam), em função da corrente de partida do motor, o que

não estaria de acordo com a função do fusível, pois a corrente de partida não

representa nenhuma condição anormal.

c) Forma construtiva dos fusíveis retardados WEG:

Classificam-se basicamente em fusíveis tipos “D” e do tipo “NH”.

Os fusíveis do tipo “D” (diametral – ver figura 19 (a)), são recomendados para

uso tanto residencial quanto industrial. São construídos para correntes normalizadas de

2 a 63A, capacidade de ruptura de 50kA e tensão máxima 500V.

Os fusíveis do tipo “NH” (alta capacidade, baixa tensão – ver figura 19 (b)), são

recomendados para uso industrial e devem ser manuseados apenas por pessoal

qualificado. São fabricados para correntes normalizadas de 4 a 630A, capacidade de

ruptura de 120kA e tensão máxima de 500V.

Na prática (por questões econômicas), costuma-se utilizar fusíveis do tipo “D”

até 63A e acima deste valor fusíveis do tipo “NH”.


39


(a) (b)

Figura 19 – Fusíveis tipo “D” e tipo “NH”

4.1.2 DIMENSIONAMENTO DOS FUSÍVEIS No dimensionamento de fusíveis retardados, recomenda-se que sejam

observados, no mínimo, os seguintes pontos:

a) Devem suportar, sem fundir, o pico de corrente (Ip), dos motores durante o

tempo de partida (TP). Com Ip e TP entra-se nas curvas características que

se encontram nos catálogos de fusíveis;

b) Devem ser dimensionados para uma corrente (IF), no mínimo 20% superior

à nominal (In) do motor que irá proteger. Este critério permite preservar o

fusível do “envelhecimento” prematuro, fazendo com que sua vida útil, em

condições normais, seja mantida:

nF I2,1I ×≥

c) Os fusíveis de um circuito de alimentação de motores devem também

proteger os contatores e relés de sobrecarga e para isso o valor da

corrente nominal destes deve ser menor ou igual ao valor de fusível

máximo que consegue proteger o componente (encontrado no catálogo

de contatores e relés de sobrecarga).

FTIIKII

FmáxF

FmáxF

≤

≤

4.2 CONTATORES

Contator é uma chave de operação não manual, eletromagnética, que tem uma

única posição de repouso e é capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes

em condições normais do circuito, inclusive sobrecargas no funcionamento.


40


Os elementos construtivos de um contator são:

Figura 20 – Contator CWM

01 - Carcaça inferior 09 - Contatos móveis auxiliares

02 - Núcleo fixo 10 - Molas de contato

03 - Anel de curto circuito 11 - Contatos fixos principais

04 – Bobina 12 - Contatos fixos auxiliares

05 - Mola de curso 13 - Parafusos com arruelas

06 - Núcleo móvel 14 - Carcaça superior

07 - Cabeçote móvel 15 – Capa

08 - Contatos móveis principais

4.2.1 DIMENSIOMANENTO DE CONTATORES A escolha de contatores merece grande atenção, pois disto dependerá o

funcionamento correto dos motores e equipamentos por eles acionados, bem como, a

vida útil (elétrica e mecânica) dos contatores especificada pelo fabricante.


41


Ao realizar a escolha de um contator, devem-se levar em consideração alguns

pontos e os critérios de escolha mais importantes são:

* Categoria de Emprego:

A categoria de emprego determina as condições para a ligação e interrupção

da corrente e da tensão nominal de serviço correspondentemente, para a utilização

normal do contator, nos mais diversos tipos de aplicação para CA e CC. O catálogo de

contatores traz as categorias de emprego mais importantes, sendo eles AC3(para

serviço de manobras de motores com rotor de gaiola com desligamento em regime);

AC4 (manobras pesadas;acionar motores com carga plena, comando intermitente,

reversão a plena marcha e parada por contra corrente); AC1 (manobras de cargas

resistivas puras ou pouco indutivas).

* Corrente ou Potência a Acionar:

São os valores de corrente nominais, ou os valores de máximos de potência de

motores que podem ser acionados pelos contatores. Varia de acordo com a categoria

de emprego e com o modelo do contator. Tais valores de corrente ou potência dos

motores que cada contator pode suportar são descritos no catálogo do produto.

* Tensão e Freqüência de Comando:

Refere-se aos dados da alimentação dos terminais da bobina do contator.

* Quantidade de contatos auxiliares:

Quem determina a necessidade do número de contatos auxiliares é o circuito

de comando. Quanto mais elaborado o circuito de comando, maior será o número de

contatos auxiliares necessários para os intertravamentos e sinalizações.

4.3 RELÉS DE SOBRECARGA

Relés de sobrecarga são dispositivos baseados no princípio de dilatação de

partes termo-elétricas (bimetálicos). A operação de um relé está baseada nas

diferentes dilatações que os metais apresentam, quando submetidos a uma variação

de temperatura.


42


Relés de sobrecarga são usados para proteger equipamentos elétricos, como

motores e transformadores, de um possível superaquecimento.

O superaquecimento de um motor pode, por exemplo, ser causado por:

ü Sobrecarga mecânica na ponta do eixo;

ü Tempo de partida muito alto;

ü Rotor bloqueado;

ü Falta de uma fase;

ü Desvios excessivos de tensão e freqüência da rede.

Em todos estes casos citados acima, o incremento de corrente (sobrecorrente)

no motor é monitorado em todas as fases pelo relé de sobrecarga, como se pode

observar na figura 21.

Figura 21 – Construção do Relé de Sobrecarga Na figura 21, está representado esquematicamente um relé térmico de

sobrecarga. Este pode ser dividido em duas partes:

Circuito principal ou de potência: É composto por uma carcaça de material isolante, três bimetais de

aquecimento, alavanca de desarme, terminais de entrada (1L1, 3L2 e 5L3) e terminais

de saída (2T1, 4T2 e 6T3).

Circuito auxiliar ou de comando:

1 – Botão de Rearme; 2 – Contatos Auxiliares; 3 – Botão de Teste; 4 – Lâmina Bimetálica Auxiliar; 5 – Cursor de Arraste; 6 – Lâmina Bimetálica Principal; 7 – Ajuste de Corrente.


43


Consiste basicamente dos contatos auxiliares (NA e NF) por onde circula a

corrente de comando, botão de regulagem, botão de rearme (reset), botão de seleção

(manual e automático) e bimetal de compensação da temperatura (dá condições ao

relé de operar na faixa de –20ºC a 60ºC sem modificação da curva de desarme.

Com a circulação da corrente nominal do motor (para a qual o relé está

regulado), os bimetais curvam-se. Isto porque o bimetal é uma liga de dois materiais

com coeficientes de dilatação diferentes: A curvatura do bimetal se dá para o lado do

material de menor coeficiente.

Figura 22 – Lâmina do bimetálico

Quando a corrente que está circulando é a nominal do motor, a curvatura dos

bimetais ocorre, mas não é suficiente para o desarme.

No caso de uma sobrecarga, os bimetais apresentarão uma curvatura maior.

Com isto ocorrerá o deslocamento da alavanca de desarme. Este deslocamento é

transferido ao circuito auxiliar, provocando, mecanicamente, o desarme do mesmo. A

temperatura ambiente não afeta a atuação do relé, pois o bimetal de compensação

sofrerá o mesmo deslocamento, mantendo assim a relação inicialmente definida.

O relé permite que seu ponto de atuação, ou seja, a curvatura das lâminas, e o

conseqüente desligamento, possam ser ajustados com auxílio de um dial. Isto

possibilita ajustar o valor de corrente que provocará a atuação do relé. Caso ocorra a

atuação do relé de sobrecarga, o rearme pode ocorrer de algumas maneiras diferentes,

sendo estas observadas na figura 23.

AAUTO

HANDH

AA

AUTOAUTO

HANDHAND

Somente rearme automático;

Rearme automático e possibilidade de teste;

Rearme manual e possibilidade de teste;


44


Figura 23 – Tecla multifunção do relé de sobrecarga

4.4 RELÉS TEMPORIZADORES

Os Relés temporizadores WEG RTW são dispositivos eletrônicos que permitem,

em função de tempos ajustados, comutar um sinal de saída de acordo com a sua

função. Muito utilizados em automação de máquinas e processos industriais como

partidas de motores, quadros de comando, fornos industriais, injetoras, entre outros.

Possui eletrônica digital que proporciona elevada precisão, repetibilidade e imunidade a

ruídos. Oferecida nas seguintes funções de temporização:

• RTW- RE » Retardo na Energização;

• RTW- PE » Pulso na Energização;

• RTW- CI » Cíclico;

• RTW- RD » Retardo na Desenergização;

• RTW- RDI » Retardo na Desenergização sem comando;

• RTW- ET » Estrela-Triângulo;

• RTW- CIL » Cíclico 1 ajuste Ligado;

• RTW- CID » Cíclico 1 ajuste Desligado;

• RTW- CIR » Cíclico 2 ajustes Ligado.

Modo de Operação Diagrama Temporal


45


RTW RE (Retardo na Energização) Após a energização do Relé inicia-se a contagem do tempo (T) ajustado no dial. Decorrido este período ocorrerá a comutação dos contatos de saída, os quais permanecem neste estado até que a alimentação seja interrompida.

RTW PE (Pulso na Energização) Após a energização do Relé, os contatos de saída são comutados instantaneamente e permanecem acionados durante o período ( T ) ajustado no dial.

RTW CI (Cíclico) Após a energização do relé, os contatos de saída são acionados e desacionados ciclicamente. O dial superior determina o tempo ( TON ) em que os contatos permanecem acionados, enquanto que o dial inferior determina o tempo ( TOFF ) em que os contatos permanecem desacionados.

RTW RD (Retardo na Desenergização) Com o Relé Alimentado, a partir da energização do terminal de comando os contatos de saída comutam instantaneamente. Ao se retirar o comando, os contatos de saída retornam a condição original depois de decorrido o período (T) ajustado no dial.

RTW ET (Estrela-Triângulo) Após a energização do Relé os contatos de saída Estrela comutam instantaneamente, permanecendo acionados durante o período (T) ajustado no dial. Após o tempo ( TM ) de 100ms os terminais Triângulo serão então acionados e permanecem neste estado até que a alimentação seja interrompida.


46


RTW CIL (Cíclico Ajuste Ligado) Após a energização do relé, os contatos de saída são acionados, após percorrido o tempo selecionado no Dial de ajuste os contatos serão desacionados, este comportamento continuará ciclicamente. Uma única seleção determina o tempo Ligado e o tempo Desligado do Relé.

RTW CID (Cíclico Ajuste Desligado) Após a energização do relé, os contatos de saída permanecem desacionados, depois de percorrido o tempo selecionado no Dial de ajuste os contatos serão acionados, este comportamento continuará ciclicamente. Uma única seleção determina o tempo Ligado e o tempo Desligado do Relé.

RTW CIR (Cíclico 2 Ajustes Início Desligado) Após a energização do relé, inicia-se a contagem do tempo desligado, após percorrido este período os contatos de saída são acionados e inicia-se a contagem do tempo ligado, segue-se esta seqüência ciclicamente. O dial superior determina o tempo (T ON) em que os contatos permanecem acionados, enquanto que o dial inferior determina o tempo (T OFF ) em que os contatos permanecem desacionados.

RTW RDI (Retardo na Desenergização) Após a energização do Relé, os contatos de saída são comutados instantaneamente. Ao se retirar a alimentação iniciará a contagem do tempo (T) ajustado no dial, após este período os contatos de saída retornam a sua condição original. Retardo na Desenergização sem a necessidade de comando, limitado a 10 minutos.

A seleção dos relés temporizadores é realizada de maneira bastante simples.

Apenas com a análise do circuito de comando é possível observar o tipo de operação


47


necessário e a partir disso efetua-se a escolha com base na codificação exibida na

figura 24.

Figura 24 – Codificação para escolha dos relés temporizadores

4.5 ESCOLHA DO TIPO DE CHAVE DE PARTIDA

4.5.1 PARTIDA DIRETA Neste caso o motor parte com valores de conjugado (torque) e corrente de

partida plenos. Sempre que a instalação permitir, o tipo de partida deve ser direta, já

que o motor foi projetado para estas condições (corrente e tensões nominais).


48


A corrente elevada de partida do motor ocasiona as seguintes conseqüências

prejudiciais:

• Acentuada queda de tensão no sistema de alimentação da rede, o que

ocasiona interferências em equipamentos instalados no sistema;

• Exigência de superdimensionamento de condutores e componentes, pois se

não feito isto, ocorre a redução drástica da vida útil destes;

• A imposição das concessionárias de energia elétrica, que limitam a queda

de tensão na rede.

Figura 25 – Circuito da chave de partida direta

Para evitar estes problemas, pode-se utilizar um sistema de partida com

redução de tensão e conseqüente redução da corrente.

4.5.2 PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO Consiste na alimentação do motor com redução de tensão nas bobinas,

durante a partida.

MM~ 3~ 3MM

~ 3~ 3

K1K1

FT1FT1

F1,2,3F1,2,3

L2L2 L3L3L1L1

K1K1

FT1FT1

S0S0

S1S1 K1K1

H1H1

LL

NN

9595

9696


49


Na partida executa-se ligação estrela no motor (apto a receber tensão de

estrela – UY), porém, alimenta-se com tensão de triângulo (U∆), ou seja, tensão da

rede. Assim, as bobinas do motor recebem aproximadamente 58% (1/ 3 ) da tensão

que deveriam receber.

Figura 26 – Ligação estrela aliment ado com tensão reduzida

Após a partida o motor deve ser ligado em triângulo, assim as bobinas passam

a receber a tensão nominal.

Figura 27 – Ligação triângulo com tensã o de triângulo

Este tipo de chave proporciona redução da corrente de partida para

aproximadamente 33% de seu valor para partida direta.

Apropriada para máquinas com conjugado resistente de partida até 1/3 do

conjugado de partida do motor.

A chave estrela-triângulo é aplicada quase que exclusivamente para partidas

de máquinas em vazio, ou com pouca carga. Somente depois de se ter atingido a

rotação nominal a carga plena poderá ser aplicada.


50


O conjugado resistente da carga não deve ultrapassar o conjugado de partida

do motor, nem a corrente no instante da comutação deve atingir valores inaceitáveis

(muito elevados).

É fundamental para a chave de partida estrela-triângulo que o motor tenha

possibilidade de ligação em dupla tensão, (220/380V, 380/660V, 440/760V) e que a

menor tensão coincida com a tensão da rede. Os motores deverão ter no mínimo seis

bornes de ligação.

Figura 28 – circuito de força da chave estrela -triângulo

MM~ 3~ 3

FT1FT1

F1,2,3F1,2,3

L2L2 L3L3L1L1

K2K2 K3K3K1K1

MM~ 3~ 3MM

~ 3~ 3

FT1FT1

F1,2,3F1,2,3

L2L2 L3L3L1L1

K2K2 K3K3K1K1

KT1KT1

FT1FT1

S0S0

K1K1

LL

K2K2

KT1KT1YY

K3K3 K1K1

K1K1K3K3

∆∆K2K2KT1KT1

K2K2

K3K3

H1H1

S1S1


51


Figura 29 – circuito de comando da chave estrela -triângulo

4.5.3 PARTIDA ELETRÔNICA (SOFT STARTER E INVERSOR DE FREQUÊNCIA)

Com a crescente necessidade na otimização de sistemas, algumas técnicas

foram desenvolvidas, principalmente levando-se em consideração conceitos e

tendências voltadas a automação industrial. Olhando para o passado podemos

claramente perceber o quanto estas técnicas tem contribuído para este fim.

Um dos mais claros exemplos são os sistemas de acionamento para motores

de indução, largamente utilizado em praticamente todos os segmentos, seja ele

residencial predial ou industrial.

Em particular, serão verificadas técnicas que se tornaram muito utilizadas na

atualidade, que são as chamadas chaves de partidas eletrônicas como a soft-starter e

os inversores de frequência.

Estes equipamentos eletrônicos vêm assumindo significativamente o lugar de

sistemas previamente desenvolvidos, em grande parte representados por sistemas

eletromecânicos.

4.5.3.1 SOFT STARTER

O funcionamento das soft-starters está baseado na utilização de tiristores

(SCR´s), ou melhor, de uma ponte tiristorizada na configuração anti-paralelo, que é

comandada através de uma placa eletrônica de controle, a fim de ajustar a tensão de

saída, conforme uma programação feita anteriormente pelo usuário. Esta estrutura é

apresentada na figura 30.


52


Figura 30 – Bloco diagrama simplificado da soft starter

Figura 31 – Motor alimentado através da soft starter

Como é possível ver, a soft-starter controla a tensão da rede através do circuito

de potência, constituído por seis ou quatro SCR’s, dependendo do modelo, onde

variando o ângulo de disparo dos mesmos, é alterado o valor eficaz de tensão aplicada

ao motor. A seguir faremos uma análise mais atenciosa de cada uma das partes

individuais desta estrutura, já que notamos nitidamente que podemos dividir a estrutura

acima em duas partes, o circuito de potência e o circuito de controle. Controlando o

ângulo de disparo do SCR, podemos controlar a tensão média aplicada à carga,

controlando assim sua corrente e potência.


53


Numa soft-starter, o controle da tensão deve ser feito nos dois sentidos da

corrente, exigindo a configuração antiparalela de dois SCR por fase.

A ilustração da figura 32 mostra a forma de onda da tensão em uma das fases

do motor em quatro instantes. Nota-se que ao reduzir o ângulo de disparo dos SCR, a

tensão a ser aplicada no motor aumenta, aumentando com isso a corrente no mesmo.

Figura 32 – Comportamento da tensão na aceleração usando soft -starter

Devido a ação do circuito de controle, acontece os disparos dos tiristores e com

isso há o controle da tensão a ser aplicada no motor. Ao final da partida do motor, o

motor terá sobre seus terminais praticamente toda a tensão da rede.

As chaves Soft-Starters tem uma função muito simples, que é através do

controle da variação do ângulo de disparo da ponte de tiristores, gerar na saída da

mesma, uma tensão eficaz gradual e continuamente crescente até que seja atingida a

tensão nominal da rede. Para a desaceleração, a tensão cai gradativamente até atingir

um valor mínimo em um tempo determinado. O que ocorre neste caso pode ser

explicado da seguinte maneira: Reduzindo-se a tensão aplicada ao motor, este irá

Disparo a 150° Disparo a 90°

Disparo a 45° Disparo a 15°


54


perder conjugado; a perda de conjugado reflete no aumento do escorregamento; o

aumento do escorregamento faz com que o motor perca velocidade.

Se o motor perde velocidade a carga acionada também perderá. Este tipo de

recurso é muito importante para aplicações que devem ter uma parada suave do ponto

de vista mecânico. Podemos citar como exemplo bombas centrífugas, transportadores,

etc.

No caso particular das bombas centrífugas este recurso minimiza o efeito do

“golpe de aríete”, que pode provocar sérios danos a todo o sistema hidráulico,

comprometendo componentes como válvulas e tubulações, além da própria bomba. O

comportamento de aceleração/desaceleração obtido com a utilização da soft-starter

pode ser observado na figura 33.

Figura 33 – Comportamento de aceler ação e desaceleração com a soft -starter

A aceleração e desaceleração de cargas são apenas duas das funções que uma

soft-starter pode exercer. Além destas pode-se citar as proteções, como limitação de

corrente, subtensão, sobretensão, subcorrente, sobrecorrente, sentido de giro e ainda,

frenagem, além de outras funções.

4.5.3.2 INVERSOR DE FREQUÊNCIA Ao se variar a freqüência da tensão do estator, está se variando a velocidade

do campo girante. Com isso pode-se variar a velocidade do rotor, mantendo-se


55


constante o escorregamento da máquina e, portanto, as perdas podem ser otimizadas

de acordo com as condições da carga.

Ao se variar a freqüência de alimentação do motor CA, varia-se sua velocidade

síncrona, o que significa que todas as velocidades síncronas variam desde f ≅ 0 até a

máxima freqüência do conversor. O comportamento do motor, que corresponde a sua

curva conjugado x velocidade, permanece da mesma forma, entretanto deslocada na

rotação conforme a freqüência.

Teoricamente, existem duas faixas de atuação: uma com fluxo constante, até a

freqüência nominal, e outra com enfraquecimento de campo, correspondente àquela

acima da freqüência nominal, ou seja:

Hzf 0≅ até =→f

Uf n constante = fluxo constante;

→> nff U = constante = enfraquecimento de campo.

Entretanto, na realidade, para que essa duas faixas se tornem possíveis de

serem realizadas, há necessidade das seguintes considerações:

• Se um motor auto-ventilado trabalha com velocidade menor do que a nominal, terá

sua capacidade de refrigeração diminuída.

• A tensão de saída dos conversores apresenta uma forma não perfeitamente

senoidal, o que implica em harmônicas de ordem superior, que provocam um

aumento de perdas no motor.

Devido a isto, é necessário reduzir conjugado e a potência, admissíveis no

motor. Aconselha-se normalmente seguir a seguinte curva, observada na figura 34.

Este comportamento é chamado de controle escalar. Com estas características, o

conversor de freqüência convencional (escalar), é utilizado em maior escala, pois

apresenta um custo relativo menor que o conversor com controle vetorial, como

também em relação a um acionamento por motor CC e conversor CA/CC.


56


Figura 34 – comportamento de torque de motores com inversor de frequência

Em aplicações onde se faz necessário uma alta performance dinâmica

(resposta rápidas e alta precisão), o motor elétrico deverá fornecer essencialmente um

controle preciso de torque, para uma faixa extensa de condições de operações. Para

tais aplicações os acionamentos de corrente contínua sempre representaram uma

solução ideal, pois, a proporcionalidade da corrente de armadura, do fluxo e do torque

num motor de corrente continua proporciona um meio para o controle de torque.

Contudo, a busca por avanços tecnológicos significativos, tem diminuído esta

hegemonia, e gradativamente, estão crescendo as opções por novas alternativas como

o uso de acionamentos em corrente alternada do tipo controle vetorial.

5 CONDUTORES ELÉTRICOS

Condutor elétrico é definido como sendo um produto metálico, de seção

transversal invariável e de comprimento muito maior do que a maior dimensão

transversal, utilizado para transportar energia elétrica ou transmitir sinais elétricos. Os

condutores elétricos empregados em grande escala são normalmente fabricados de

cobre ou alumínio podendo o conjunto ser isolado ou não e podem ser classificados

em:

• Fio: condutor maciço rígido composto de uma única via;

• Cabo: condutor composto de um conjunto de fios encordoados, isolados ou não

entre si;

• Barra: condutor rígido de seção transversal retangular.

Obs.: Para construção de quadros elétricos prediais e residenciais

normalmente utiliza-se fios e cabos de cobre.

Quanto a capacidade de condução de corrente, deve-se levar em consideração

a temperatura ambiente, que deve ser a temperatura do interior do painel ou quadro


57


elétrico quando os cabos não estão carregados, caso não se conheça o valor da

temperatura ambiente, considerar 40ºC para o mesmo. Deve-se observar ainda o tipo

de instalação, aglomerada ou livre.

Considera-se instalação aglomerada aquela que contém uma ou mais das

condições a seguir:

• Cabos unipolares em calhas abertas ou fechadas;

• Cabos unipolares agrupados.

• Condutores isolados em eletroduto de seção circular/não circular sobre parede,

ou embutido em alvenaria.

Entende-se como instalação livre aquela que contém uma ou mais das

condições a seguir:

• Cabos unipolares em bandeja perfurada, horizontal ou vertical; suportes

horizontais ou tela, ou em leito.

• Cabos de fiação de chaves de partida.

Os valores de referência de condução de corrente são encontradas pela utilização das

tabelas 3, 4,5 e 6.

5.1 CONDUTORES DE FASE, NEUTRO E TERRA.

A seção dos condutores de fase, em circuitos de corrente alternada, e dos

condutores vivos, em circuitos de corrente contínua, não deve ser inferior ao valor

pertinente dado na tabela 8:

SEÇÃO MÍNIMA DO CONDUTOR mm2 -

MATERIAL TIPO DE INSTALAÇÃO UTILIZAÇÃO DO CIRCUITO Esc. mm2

Circuitos de força 2,5 Cu 16 Al

Circuitos de iluminação 1,5 Cu 16 Al

Circuitos de sinalização

Cabos Isolados

Circuitos de contro le/comando 0,5 Cu

Instalações Fixas

Condutores nus Circuitos de força 10 Cu

16 Al


58


Circuitos de sinalização Circuitos de controle

4 Cu

Para um aparelho específico (motor, transformador, etc).

Conforme norma do aparelho

Para qualquer outra aplicação Ligações flexíveis feitas com cabos isolados

Circuitos a extra-baixa tensão (EBT) para aplicações especiais

0,75 Cu

Tabela 8 - ABNT NBR 5410:2004 (seções mínimas)

Nota:

1. Circuito de controle/comando: Circuito que utiliza baixa corrente e diversos

componentes que permitem a energização da bobina de ligação do circuito de

força.

2. Circuito de força: Circuito Principal do contator ou acionamento que permite a

ligação de motores e que utiliza correntes elevadas.

3. Circuito de sinalização: Circuito auxiliar que utiliza baixa corrente e que permite a

energização de lâmpadas sinalizadoras com finalidade de informar visualmente

ocorrências de funcionamento de um sistema.

O condutor neutro não pode ser comum a mais de um circuito. Em circuitos

monofásicos deve-se ter a mesma seção do condutor de fase.

Em circuitos trifásicos com neutro, o condutor de neutro deve ter a mesma

seção do condutor de fase para seções de condutor fase até 25 mm2. Para condutores

de fase com seção superior a 25mm2 até 50mm2, deve ser utilizado o condutor neutro

com seção de 25mm2, acima de 50mm2 o condutor neutro deve ter no mínimo a

metade da seção do condutor de fase, conforme a tabela 9.

Seção Condutor Fase Seção Mínima para o condutor Neutro

Sf ≤ 25mm² Sn = Sf 25mm²< Sf ≤ 50mm² Sn = 25mm²

Sf > 50mm² Sn = Sf / 2 tabela 9 – Seção mínima do condutor neutro

O condutor de aterramento ou proteção é o componente que liga as massas, os

elementos condutores estranhos à instalação e todo objeto metálico que apresenta


59


risco de entrar em contato com as partes ativas (condutoras) da instalação, entre si

e/ou a um terminal de aterramento principal.

O condutor de aterramento (proteção) tem como finalidade impedir a

permanência de uma tensão de contato, demasiadamente elevada que possa por em

risco a vida de pessoas e animais, em partes condutoras que não pertencem ao circuito

(ex.: carcaças de equipamentos, portas, laterais, placas de montagem, etc).

A seção do condutor de proteção pode ser determinada através da tabela 9. Se

a aplicação da tabela conduzir a valores não padronizados, devem ser usados

condutores com a seção normalizada mais próxima. Os valores da tabela são válidos

apenas se o condutor de proteção for constituído do mesmo metal que os condutores

fase.

Seção dos condutores de fase mm2

Seção mínima do condutor de proteção correspondente mm 2

S ≤ 16 S 16 < S ≤ 35 16

S > 35 S/2 Tabela 9 – valores mínimos para o condutor de proteção

6 TERMINAIS

Os terminais são utilizados para garantir uma maior condutibilidade elétrica

entre o condutor e os componentes que estão sendo interligados, bem como uma boa

rigidez mecânica.

Deve ser observada a bitola do condutor e com isso efetuar a escolha

adequada do terminal, de forma que uma perfeita conexão seja feita.

Os terminais usuais em montagem de quadros elétricos são do tipo

forquilha, olhal e pino (tubular ou ilhós), cada qual utilizado de acordo com o tipo de

componente utilizado.

olhal forquilha pino/ilhós


60


Figura 35 – Terminais usuais

7 FERRAMENTAS

Para a montagem de painéis elétricos, são utilizadas diversas ferramentas tanto

para a montagem da estrutura mecânica e fixação dos componentes como para a

confecção e fixação dos cabos e chicotes de condutores. Abaixo relacionamos as

ferramentas utilizadas para a montagem mecânica e para a montagem elétrica.

Ferramentas para montagem mecânica:

01- Alicate de corte grande 6”;

02- Alicate de bico;

03- Alicate universal 8”;

04- Alicate de cortar canaleta;

05- Alicate de cortar cabo;

06- Alicate rebitadeira;

07- Jogo de chave de fenda (pequena, média e grande);

08- Jogo de chave Phillips (pequena, média e grande);

09- Jogo de catraca;

10- Jogo de chave Allen;

11- Jogo de chave combinada de 7 a 24 mm;

12- Martelo de aço;

13- Punção;

14- Talhadeira com proteção;

15- Estilete;

16- Trena 3 metros;

17- Régua de aço de 300 mm;

18- Esquadro;

19- Gabaritos;

20- Jogo de macho M3 a M8;


61


21- Jogo de brocas 2,5 a 13 mm;

22- Chave para botoeira;

23- Lápis;

24- Borracha;

25- Apontador;

26- Furadeira manual;

27- Arco de serra;

28- Punção de centro;

29- Jogo de limas;

30- Jogo de serra copo de 18 a 30mm;

31- Serra elétrica tico-tico;

32- Morça de bancada.

Ferramentas para montagem elétrica:

01- Alicate de corte pequeno 4” e médio 5”;

02- Alicate de bico;

03- Alicate de prensar terminal mod. HP3 Cembre;

04- Alicate de prensar terminal tubular (ilhós);

05- Alicate descascador de cabos;

06- Jogo de chave de fenda;

07- Jogo de chave Phillips;

08- Jogo de chave hexagonal;

09- Jogo de chave de boca de 07 a 13 mm;

10- Estilete;

11- Parafusadeira com bateria;

12- Jogo de ponteiras fenda para parafusadeira;

13- Jogo de ponteiras Phillips para parafusadeira;

14- Lápis;

15- Caneta;

16- Borracha.


62


8 SIMBOLOGIA

Para que seja possível a interpretação dos diagramas elétricos de forma

correta, deve-se utilizar uma simbologia e o seu significado de acordo com um padrão

normalizado. As apresentada e adotada nesta apostila está de acordo com as normas

WEG e baseadas nas normas:

IEC-617 – Electrical Symbol Library;

NBR-12519 – Símbolos de Aplicação Geral;

NBR-12522 – Símbolos Gráficos de Produção e Conversão de Energia Elétrica;

NBR-12523 – Símbolos Gráficos de Equipamentos de Manobra e Controle e de

Dispositivos de Proteção.


63



64



65


9 TABELA DE FIAÇÃO

Para facilitar a construção de um circuito elétrico de um painel, recomenda-se a

elaboração de uma tabela de fiação a partir dos diagramas de projeto. A tabela de

fiação possibilita padronizar a montagem elétrica além de trazer economia, pois é

elaborada de forma que observa a melhor maneira de interligar os componentes e o

melhor caminho a ser percorrido pelo condutor. Na tabela se encontram informações

referentes à bitola e cor do condutor, pontos de interligação, além de informar se em

um mesmo ponto elétrico há mais de um elemento de condução. Uma vez construída a

tabela de fiação, a construção do painel pode ser realizada sem que seja preciso o uso

do diagrama elétrico ao qual o projeto é referido.

Bitola / Cor Ident Fio De * Para *

4,0 VD/AM LR1: Carcaça Barra: Terra 4,0 VD/AM T1: Carcaça Barra: Terra 4,0 VD/AM A1: X1: Terra 7 Barra: Terra 4,0 VD/AM A1: X1: Terra 7 X10: 7


66


2,5 PT X10: 1 Q1: 1 2,5 PT X10: 2 Q1: 3 2,5 PT X10: 3 Q1: 5 2,5 PT Q1: 4 LR1: V 2,5 PT LR1: X A1: X1: 1 2,5 PT LR1: Y A1: X1: 2 2,5 PT LR1: Z A1: X1: 3 2,5 PT Q1: 6 8 LR1: W 2,5 PT Q1: 6 8 Q2: 5 2,5 PT Q1: 2 9 Q2: 1 2,5 PT Q1: 2 9 LR1: U

Tabela 10 – Exemplo de tabela de fiação

ctc m8 v1_t

Engineering