Eletricista Forca e Controle - Dispositivos e Comandos Eletricos de Baixa e Media Tensao

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ELETRICISTA FORÇA E CONTROLE DISPOSITIVOS E COMANDOS ELÉTRICOS DE BAIXA E MÉDIA TENSÃO

DISPOSITIVOS E COMANDOS ELÉTRICOS DE BAIXA E MÉDIA TENSÃO

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CORRÊA, Carlos Jesus Anghinoni e DUTRA FILHO, Getúlio Delano, Dispositivos e Comandos Elétricos de Baixa e Média Tensão / CEFET-RS. Pelotas, 2008. 59P.:28il.

PETROBRAS – Petróleo Brasileiro S.A. Av. Almirante Barroso, 81 – 17º andar – Centro CEP: 20030-003 – Rio de Janeiro – RJ – Brasil

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ÍNDICE UNIDADE I ............................................................................................................................................... 7 1.1 Introdução ...................................................................................................................................... 7 1.2 Equipamentos e Dispositivos Elétricos de BT e MT ...................................................................... 7 1.2.1 Transformadores .................................................................................................................... 7 1.2.2 Capacitores........................................................................................................................... 12 1.2.3 Transformadores de Corrente .............................................................................................. 17 1.2.4 Seccionadoras ...................................................................................................................... 20 1.2.5 Chaves Fusíveis ................................................................................................................... 20 1.2.6 Disjuntores............................................................................................................................ 21 1.2.7 Contatores ............................................................................................................................ 21 1.2.8 Botoeira - botão liga e desliga .............................................................................................. 23 1.2.9 Relé Térmico ........................................................................................................................ 23 1.2.10 Materiais Condutores ......................................................................................................... 25 1.2.11 Eletrodutos, Conexões e Acessórios.................................................................................. 28 1.2.12 Iluminação .......................................................................................................................... 38 1.3 Aterramento ................................................................................................................................. 50 1.3.1 Ligações a terra .................................................................................................................... 50 1.3.2 Aterramento funcional (FE): ................................................................................................. 50 1.3.3 Aterramento do condutor neutro........................................................................................... 50 1.3.4 Aterramento de proteção (PE):............................................................................................. 51 1.3.5 Aterramento combinado de proteção e funcional (PEN)...................................................... 51 1.3.6 Esquemas de Ligação de Aterramento em Baixa Tensão ................................................... 52 1.3.7 Esquemas de Ligação de Aterramento em Média Tensão .................................................. 54 1.3.8 Esquema TNR ...................................................................................................................... 55 1.3.9 Esquema TTN e TTS............................................................................................................ 56 1.3.10 Esquemas ITN, ITS e ITR .................................................................................................. 57 BIBLIOGRAFIA....................................................................................................................................... 58

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LISTA DE FIGURAS Figura. 1.1 - Contator ............................................................................................................................. 21 Figura. 1.2 – Tipos de contatos.............................................................................................................. 22 Figura. 1.3 – Contatos auxiliares............................................................................................................ 22 Figura 1.4 – Botão liga / desliga............................................................................................................. 23 Figura 1.5 – Relé bimetálico................................................................................................................... 23 Figura 1.6 - Fio TW-TRC da Ficap ......................................................................................................... 25 Figura 1.7 - Cabo TCW-TRC da Ficap................................................................................................... 25 Figura 1.8 - Cabo com isolação e cobertura Superflex 750 V da Siemens ........................................... 25 Figura 1.9 - Escolha de condutores ....................................................................................................... 27 Figura 1.10 - Braçadeiras....................................................................................................................... 32 Figura 1.11 – Filamento de lâmpada incandescente ............................................................................. 38 Figura 1.12 – Lâmpada incandescente .................................................................................................. 39 Figura 1.13 - Características de lâmpadas incandescentes .................................................................. 39 Figura 1.14 – Ligações de lâmpadas fluorescentes............................................................................... 42 Figura 1.15 - Características de lâmpadas mista................................................................................... 44 Figura 1.16 – Lâmpada vapor de sódio alta pressão............................................................................. 46 Figura 1.17 – Lâmpadas multivapores metálicos................................................................................... 47 Figura 1.18 - Comparação dos tipos de lâmpadas ................................................................................ 48 Figura 1.19 – Luminárias - Especificação e distâncias .......................................................................... 49 Figura 1.20 - Aterramento de proteção .................................................................................................. 51 Figura 1.21 - Esquema TN-S ................................................................................................................. 52 Figura 1.22 - Esquema TN-C-S.............................................................................................................. 52 Figura 1.23 - Esquema TN-C ................................................................................................................. 53 Figura 1.24 - Esquema TT ..................................................................................................................... 53 Figura 1.25 - Esquema IT....................................................................................................................... 54 Figura 1.26 - Esquema TNR .................................................................................................................. 55 Figura 1.27 - Esquema TTN e TTS........................................................................................................ 56 Figura 1.28 - Esquemas ITN, ITS e ITR................................................................................................. 57

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LISTA DE TABELAS Tabela 1.1 – Tipos de líquidos isolantes ................................................................................................ 10 Tabela 1.2 – Picos de tensão e corrente em manobras ........................................................................ 16 Tabela 1.3 - Denominação para os aparelhos nos esquemas elétricos ................................................ 24

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APRESENTAÇÃO O desenvolvimento industrial, que o país está passando, trouxe consigo necessidades crescentes de conhecimentos, de todos que se dediquem ao meio em questão, sobretudo nas suas atividades técnicas. Novos processos industriais, alterações dos produtos manufaturados e modernas técnicas modificaram bastante a aparência das instalações, exigindo um contínuo aperfeiçoamento dos conhecimentos de todos os envolvidos. Assim, os esforços, que cada vez mais encontram adeptos, no sentido de uma maior integração entre a indústria e as escolas, uma vez que os futuros profissionais deverão estar capacitados para resolver os problemas industriais com que se depararão. A preocupação, dessa apostila, é a de colocar ao dispor dos profissionais um texto que reúna os elementos e conceitos mais necessários nas atividades dentro de uma indústria, compilando, para tanto, numa análise primeira, os dispositivos e equipamentos mais comuns utilizados nas instalações elétricas de baixa e média tensão.

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I – DISPOSITIVOS/EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS 1.1 Introdução Partindo dos componentes de uma instalação elétrica, particularmente voltando a atenção para o aspecto industrial, a presente apostila aborda os equipamentos, aparelhos e elementos de interligação. Tanto as instalações elétricas de média, quanto as de baixa tensão devem obedecer às normas técnicas da ABNT (NBR 5410, NBR 5418 e outras). Da mesma forma nessa apostila foram incluídas todas as resoluções referentes a terminologia e simbologia atinentes ao setor analisado. Assim, é feita a análise das condições a serem satisfeitas, tanto pelos equipamentos quanto pela técnica de instalação. A apostila aborda tanto os elementos encontrados no setor de baixa tensão como no de média tensão, dando maior ênfase ao primeiro.

1.2 Equipamentos e Dispositivos Elétricos de BT e MT

1.2.1 Transformadores 1.2.1.1 Definição O transformador é um aparelho elétrico, estático que, por meio de indução eletromagnética transferi

energia

de

um

ou

mais

circuitos

(primário)

para

outro

ou

outros

circuitos

(secundário,terciário), sendo mantida a mesma freqüência, porém, geralmente , com tensões e correntes diferentes. Trata-se de um equipamento estático, largamente utilizado em usinas, linhas, fábricas, etc.

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1.2.1.2. Partes Constituintes do Transformador Basicamente, o transformador é constituído de parte ativa e não ativa. A parte ativa compreende núcleo e bobinas. A parte não ativa compreende: a) Tanque principal

b) Tanque de expansão

c) Radiadores

d) Relé Buccholz

e) Tanque de explosão

f) Líquido isolante

Os itens a,c e f são característicos dos transformadores de distribuição , e os transformadores de força normalmente utilizam todos itens.

1.2.1.3 Cuidados com a Segurança do Transformador Os cuidados com os transformadores requerem conhecimento específico de alguns componentes do mesmo, entre os quais, destacamos; a) Isoladores Os isoladores de porcelana têm finalidade de isolar fios ou cabos internos das paredes do tanque, servir de suporte aos terminais de saída e manter a estanqueidade do equipamento. Os isoladores não devem apresentar trincas, lascas, rachaduras, ou mesmo depósitos de poeira, sais, ou quaisquer materiais estranhos. Durante as inspeções deve-se desenergizar o transformador para limpar os isoladores, sempre que se fizer necessário. Se algum isolador apresentar trinca, rachaduras, ou lascas, torna-se necessário sua substituição urgente. Quando as buchas forem montadas ou no caso de troca de ligações internas, ao abrir o transformador cujo núcleo esteja coberto de óleo, os seguintes cuidados são necessários: •

Não levar nada nos bolsos

•

As chaves deverão ser amarradas

•

As chapas de ligação e suas respectivas porcas deverão ser retiradas com extremo cuidado para que não ocorra queda das mesmas no interior do transformador.

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b) Caixa ou Tanque Principal O tanque principal tem por funções conter o óleo isolante, proteger a parte ativa e conter os acessórios externos e internos. Como se trata de uma parte do transformador construída de chapas de ferro, tubos de ferro, fica sujeita à corrosão. Os trabalhos compreendem o lixamento e a repintura do local atingido. Durante a manutenção deve-se desenergizar o transformador. c) Óleo Isolante O óleo isolante exerce duas funções nos transformadores: dissipar na atmosfera o calor gerado quando o equipamento se encontra em operação e em isolar as partes vivas da massa. A circulação do óleo é feita por convecção ou bombeamento. O óleo deve possuir boas propriedades dielétricas, ter baixa viscosidade e ser um bom condutor térmico para desempenhar suas funções básicas. Quando o equipamento encontra-se em operação frequentemente o óleo encontra-se exposto ao ar. Aliada a exposição ao ar a temperaturas elevadas e à influência catalisadora do cobre, tende a produzir alterações químicas, no óleo que conduzem à formação de ácidos e borra. Com isso, o óleo perde suas capacidades de isolação e transferência de calor, aumentando com isso as possibilidades de danos ao transformador, e em conseqüência riscos de acidentes. Entre os ensaios físicos químicos do óleo isolante, destacamos: densidade, ponto de fulgor, viscosidade, índice de neutralização enxofre livre, fator de potência, tensão interfacial,

rigidez

dielétrica . O conhecimento desses ensaios é importante para investigar aspectos específicos do óleo isolante. Entre as características importantes sob aspecto de segurança, destacamos a inflamabilidade e os pontos de fulgor, fogo e auto-ignição. a) Ponto de Fulgor É a menor temperatura sob a qual um líquido libera vapores em concentração suficiente para formar uma mistura inflamável com o ar, próximo à superfície do líquido ou no interior do recipiente. Geralmente, ponto de fulgor de uma substância situa-se alguns graus abaixo do respectivo ponto de fogo à temperatura do ponto de fulgor, o vapor não é suficiente para sustentar a combustão após 0

removida a fonte de ignição e pode produzir somente um clarão instantâneo ( mínimo 140 C) b) Ponto de Fogo ou de Combustão É a menor temperatura sob a qual a concentração de vapor liberado pelo líquido isolante é 0

suficiente para sustentar a combustão, após removida a fonte de ignição externa ( mínimo 173 C ).

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c) Temperatura de Auto-Ignição É a menor temperatura sob a qual uma substância sólida, líquida ou gasosa, em contato com o oxigênio, inicia combustão espontânea e pode sustentá-la sem a necessidade de uma fonte de ignição externa. Esta temperatura é consideravelmente mais alta do que o ponto de fulgor, sendo 346 0

C, para determinados óleos isolantes. d) Líquido Inflamável o

0

É um líquido cujo ponto de fulgor é inferior a 37,8 C ( 100 F ) , em condições especificadas de pressão de vapor. e) Líquido Combustível 0

0

É um líquido cujo ponto de fulgor é igual ou superior à 37,8 C ( 100 F ). Tabela 1.1 – Tipos de líquidos isolantes 0

0

Tipo de líquido isolante

Ponto Fulgor ( C )

Ponto Combustão ( C)

Óleo mineral Rtemp Silicone Askarel

140 284 307 199

173 312 360 -

1.2.1.4 Transformadores a Seco A necessidade de transformadores a seco surgiu a partir das dificuldades encontradas no uso de dielétricos. O óleo mineral,apesar de suas propriedades isolantes, baixo custo, boa transferência de calor, apresenta algumas desvantagens, entre elas seu grande poder de inflamabilidade ( ponto de fulgor = 0

0

150 C , ponto de combustão 160 C ) , que causa motivo de preocupação, quando o transformador precisa ser instalado em lugares com normas rígidas de segurança, tais como lugares de alta concentração de pessoas ou ambientes onde o risco de explosão deve ser minimizado ( refinarias , indústria química ,etc. ) Para sanar esse tipo de problema, procurou-se desenvolver a substituição do meio dielétrico dos transformadores. Tal substituição foi feita por um líquido isolante sintético, não inflamável, a base de compostos clorados. Esse líquido possuía propriedades dielétricas e térmicas semelhantes às do óleo mineral e a grande vantagem de não ser inflamável. Aparentemente, estava solucionado o problema.

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Os transformadores que empregavam tal meio dielétrico foram muito bem aceitos, pois atendia uma necessidade específica. Porém, mesmo após aperfeiçoamento, foram se descobrindo outros tipos de problemas, relativos ao uso dos equipamentos que possuíam o novo tipo de dielétrico. Entre eles, o dielétrico sintético revelou-se altamente irritante para a mucosa e a epiderme, obrigando, portanto, ao uso de medidas especiais de proteção à saúde. Existe ainda o risco de haver curtos-circuitos na parte interna dos transformadores, pois o dielétrico é mais pesado do que a água, causando uma condensação eventual de umidade, na parte superior deles, justamente onde se localizam os taps, saídas, comutador. Existe também o risco de ocorrência de descargas elétricas causadas por eventuais defeitos internos no transformador que, por sua vez, ocasionaria a liberação, por parte do dielétrico, de ácido clorídrico, que é altamente corrosivo e tóxico. Foi observado ainda, que o dielétrico corrói as gaxetas normais de borracha sintética. Para sanar esse problema, deve-se substituir essas gaxetas comuns por outras de cortiça que trazem, por serem muito frágeis, a desvantagem de necessitar constantemente de manutenção. Outro problema seria o de não se poder pintar a parte interna dos transformadores, pois as tintas usuais são altamente atacadas por dielétricos clorados. Um ponto importante a ser considerado é que o óleo isolante comum e o sintético clorado não podem ser misturados. Consequentemente se forem usados os dois tipos de transformadores, tornase necessário se executarem em duplicatas as instalações de tratamento de óleo para a manutenção. Por todos os problemas verificados através do óleo isolante, começou-se a pensar na sua possível eliminação. A partir dessa idéia, surgiram então os transformadores a seco. Os transformadores a seco oferecem maior segurança de uso, além das seguintes vantagens: 1. Sua instalação é bem mais simples, exigindo apenas local limpo e abrigado. 2. Não possuem gaxetas, exigindo, portanto menor manutenção. 3. Dispensam equipamento de tratamento de óleo 4. Não são sujeitos a vazamentos, podendo ser montados em plataformas e prédios. Entre as limitações de uso, destacamos: 1. Não podem ser instalados expostos à intempérie, exigindo ambientes fechados ou cubículos a prova do tempo. 2. A potência e classe de tensão são limitadas, em termos de fabricação nacional.

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1.2.2 Capacitores 1.2.2.1 Definição Capacitor, ou condensador é um dispositivo cujo objetivo primário é introduzir capacitância num circuito elétrico. É também considerado um sistema de condutores e dielétricos dispostos de tal modo que uma grande carga elétrica seja armazenada num pequeno volume.

1.2.2.2 Usos Internos e Externos Normalmente os capacitores de baixa tensão são fabricados para uso interno (em ambiente ventilado), embora em casos especiais possam ser fabricados para uso externo. Os capacitores de alta tensão são normalmente fabricados para uso externo em ambiente ventilado, embora possam ser utilizados internamente em ambientes ventilados.

1.2.2.3 Dispositivos de Descarga O capacitor será considerado adequadamente descarregável , desde que entre o capacitor e o equipamento utilizado para a descarga não haja seccionador , fusível ou qualquer outro meio de desligamento. Eventualmente o circuito de descarga, se não estiver permanentemente conectado ao capacitor poderá ser aceito se for automaticamente inserido após o desligamento do capacitor. No caso geral, os capacitores são fornecidos já com dispositivo de descarga próprio. Tal dispositivo deve ser capaz de reduzir a tensão residual a 50 V, dentro de 1 minuto para os de baixa tensão, ou 5 minutos para os de alta tensão, tempo contado a partir do desligamento do capacitor. Em capacitores automaticamente manobrados, deve-se verificar que sua tensão residual seja suficientemente baixa (10 % da tensão nominal) no instante do desligamento. Observe-se que a presença do dispositivo de descarga é apenas uma segurança adicional, não dispensando a prática de curto-circuitar o capacitor antes de seu manuseio. Condições de Serviço Os capacitores são normalmente fabricados prevendo-se que serão instalados em locais de altitudes não superiores a 1.800 metros. 0

0

Os limites de temperatura variam entre – 40 C até 46 C, dependendo do tipo de montagem.

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No caso de instalações internas exigem-se considerações especiais, em vista da possibilidade da existência de temperaturas ambientes continuadamente altas ou ventilação restrita.. Nestes casos devem ser solicitadas recomendações do fabricante. As unidades capacitivas são normalmente projetadas para montagem em posição vertical, com as buchas para cima, exceto quando outros tipos de montagem forem especificamente recomendados pelo fabricante. A máxima tensão de trabalho é de 110 % de sua tensão nominal, incluindo eventuais harmônicos. A potência máxima de trabalho é de 135% de sua potência nominal.

1.2.2.4 Condições Anormais de Serviço Condições anormais de serviço podem exigir construção ou operação especial, de modo que tais condições anormais devam ser levadas ao fabricante para que possam ser adotadas providências cabíveis. Entre as condições anormais de serviço estão: a) Operação em altitude superior a 1.800 metros b) Temperatura ambiente for à dos limites de tolerância, ou vizinhança de corpos quentes, ou ventilação deficiente. c) Ar salino ou muito úmido, contaminação atmosférica em geral, com poeiras abrasivas ou condutivas d) Condições climáticas severas em geral e) Exposição a choques ou vibrações f) Condições adversas de transporte ou armazenagem g) Limitações de espaço de instalação h) Requisitos anormais de isolação ou tensão i) Anormalidade no ciclo operativo ou dificuldade de manutenção j) Operação sob tensão instável k) Exposição a harmônicas excessivas ou ondas distorcidas de tensão (presença de fornos de arco ,máquinas de solda e retificadores). l) Manobras muito freqüente, especialmente no caso de bancos muito próximos entre si ou próximos a um barramento de grande capacidade.

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1.2.2.5 Recomendações Gerais Quanto ao Esquema de Ligação a) Se o transformador a ser corrigido pelo banco estiver ligado em estrela aterrada, o banco também deverá ser ligado em estrela aterrada. Do ponto de vista de segurança contra ressonância, esta combinação é a que mais se recomenda. b) Se o transformador a ser corrigido pelo banco estiver ligado em estrela não aterrado, o banco deverá ser ligado preferencialmente em triângulo., ou estrela não aterrada. c) Se o transformador a ser corrigido pelo banco estiver ligado em triângulo, o banco deverá preferencialmente ser ligado em estrela não aterrada ou triângulo.

1.2.2.6 Escolha das Tensões A tensão nominal de cada fase do banco capacitivo deve ser igual à tensão da linha quando o banco for ligado em triângulo , ou no mínimo igual a 58 % da tensão de linha quando for ligado em estrela. Linhas com níveis de tensão pouco estáveis, ou também com cargas muito variáveis (fornos a arco , máquinas de solda , retificadores de mercúrio) , normalmente requerem capacitores com tensões nominais mais elevadas , porém nestes casos deve haver consulta ao fabricante.

1.2.2.7 Proteção do Banco ( em Média Tensão ) Os capacitores são normalmente projetados para poderem suportar até 135 % da potência nominal (devido à sobretensão - desde que não supere 110 % da tensão nominal, devido à harmônicos e tolerância de fabricação). A proteção recomendada contra sobrecarga e sobretensão é o disjuntor, pois ao contrário dos elos fusíveis detectam pequenas sobrecargas e são mais precisos. Entretanto, por medida de economia é freqüente se encontrarem bancos capacitores ligados à rede, sem disjuntor exclusivo.

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1.2.2.8 Perigos da Proteção Incorreta Quando um capacitor entre em curto-circuito, ele será atravessado por uma correntedependente do esquema de ligação e dos valores de curto-circuito, que se durarem além de tempos pré-determinados, pode ocasionar a ruptura da caixa do capacitor, devido à pressão do gás oriundo da decomposição dos materiais dielétricos pela ação do arco na região do defeito. Quanto mais tempo durar a passagem desta corrente de defeito, maior a probabilidade de uma ruptura da caixa. Os danos que um capacitor mal protegido pode ocasionar vão desde um simples vazamento de líquido até uma violenta explosão da caixa, cujos fragmentos podem acidentar pessoas ou danificar equipamentos.

1.2.2.9 Recomendações de Segurança Os capacitores deverão ter suas carcaças ligadas à terra, como ocorre com qualquer equipamento elétrico nas mesmas condições . Se outras conveniências indicarem o não aterramento das carcaças dos capacitores, estas deverão ser ostensiva e adequadamente isoladas da terra, observando-se ainda os devidos cuidados para evitar algum contato pessoal fortuito.

1.2.2.10 Controle dos Capacitores de Média Tensão Em virtude das características de sua aplicação, os capacitores de alta tensão são normalmente manobrados com menor frequência que os de baixa tensão. Normalmente os bancos de alta tensão são desligados nos períodos em que sua presença não é necessária, para que seja evitada a ocorrência de fator de potência demais capacitivo na rede , oque poderia trazer eventualmente inconvenientes de tensão muito elevada. Convém, porém observar-se a frequência das manobras não estará comprometendo a vida do banco, conforme tabela abaixo. O banco, qualquer que seja seu esquema de ligação, deve sempre ser provido de meios que permitam o seu desligamento pronto e seguro. Recomenda-se desligar o banco sempre que a instalação por ele corrigida esteja parada (ou carga muito baixa), principalmente se a tensão não for muito estável e se a distância do banco à subestação alimentadora for da ordem alguns quilômetros.

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Os transitórios de tensão e corrente devidos à manobras não costumam ser significativos, entretanto à medida que aumenta o número de ocorrências os transitórios devem ser considerados. Tabela 1.2 – Picos de tensão e corrente em manobras 0

Provável n anual de chaveamento 4 40 400 4000

Pico de tensão transitório permissível em termos da nominal 5 4 3,4 2,9

Pico de corrente transitória permissível em termos da nominal 1500 1150 800 400

1.2.2.11 Proteção dos Bancos ( em Baixa Tensão ) A proteção dos bancos capacitores de baixa tensão é basicamente feita por fusíveis, de características retardadas, devendo ser dimensioandos para 105% da corrente nominal do capacitor. Preferencialmente deve-se usar fusíveis individuais de proteção. Entretanto, pode-se ligar até 3 capacitores em paralelo , protegidos por fusíveis de grupo. Os fusíveis utilizados são do tipo NH ou Diazed.

1.2.2.12 Equipamentos de Controle Normalmente os capacitores de potência, em baixa tensão são ligados ou desligados juntamente com a carga que eles estão corrigindo, como bem exemplifica o caso dos capacitores diretamente conectados aos motores. Neste caso.,o controle dos capacitores é efetuado pela própria manobra da carga e não pede nenhum outro equipamento suplementar. Se por,outro lado , a correção capacitiva for obtida pela correção de grupos de cargas, como é o caso de bancos maiores, deverá haver um controle dos estágios do banco capacitivo que devem ou não permanecer ligados, de acordo com a necessidade de reativos que a carga esteja apresentando. Assim, em instalações mais complexas, poderá haver a conveniência de se adotar um controle automático das frações do banco capacitivo.

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1.2.2.13 Recomendações de Segurança para Bancos de BT Os capacitores devem ter sua caixa ligada a terra como medida de segurança, como qualquer equipamento elétrico. Se o valor da resistência de terra obtido não for suficientemente confiável, é preferível não ter ligações a se ter uma falsa impressão de segurança. Se a caixa não estiver convenientemente aterrada, a mesma não deve ser tocada, enquanto o capacitor não estiver descarregado. Capacitores, mesmo depois de desligados, podem estar carregados. Os capacitores de baixa tensão possuem resistores internos de descargas dimensionados para que em um minuto a tensão residual entre seus terminais seja inferior a 50 volts. Apesar disso, antes de tocar um capacitor observe o seguinte: 1. Aguarde alguns minutos para a redução da tensão residual 2. Após esse tempo, use um cabo isolado para curto-circuitar os terminais entre si e contra a caixa.

1.2.3 Transformadores de Corrente 1.2.3.1 Definição São transformadores destinados a refletir em seu circuito secundário a corrente de seu circuito primário com sua posição fasorial mantida em suas proporções definidas, e adequados para uso em instrumentos de medição , controle e proteção.

1.2.3.2 Finalidades a) Isolar os instrumentos e relés do circuito de AT b) Fornecer no secundário uma corrente proporcional a do primário.

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1.2.3.3 Características de um TC

a ) Fator Térmico de um TC ( FT) É a relação entre a máxima corrente primária admissível em regime permanente e a corrente primária nominal. Os valores usuais são: 1; 1,3;1,5,2 O fator térmico define a capacidade de sobrecarga. b ) Fator de Sobrecorrente ( FS) É a relação entre a máxima corrente de curto-circuito que pode passar pelo TC e a sua corrente nominal , para que a sua classe de exatidão seja mantida. FS= ImáxCC/ In do TC Os valores padronizados: Pela ASA FS =20 Pela ABNT FS= 5, 10.15 e 20. c) Limite Térmico de um TC É a máxima corrente de curto-circuito simétrica que um TC pode suportar durante 1 segundo, com o secundário em curto-circuito. d) Classe de Exatidão As classes de exatidão correspondem aos erros de 2,5% e 10 % , para correntes de curtomáxima de FS-5,10 15 e 20, ou seja, respectivamente 5xIN, 10xIN, 15x IN e 20xIN no secundário para que o erro não ultrapasse o valor estipulado, produzindo então a saturação do TC. A classe de exatidão pela norma ASA é definido em termos de tensão, ou seja, é a máxima tensão que pode aparecer no secundário do TC, para uma corrente de 20xIN, para que o erro não ultrapasse 2,5% ou 10%. Por exemplo, um TC classe 10H400, é um TC de alta reatância, de tal modo que , quando ocorrer um curto-circuito secundário de 20x5=100 A , no máximo deverá ter no secundário 400 Volts, para que o erro devido à saturação no núcleo do TC não ultrapasse. Isto já define o máximo carregamento que pode ser conectado ao secundário do TC para esta corrente de curto especificada e para que o erro estipulado não seja ultrapassado. No caso do nosso exemplo, o carregamento será. 400/20x5= 4 ohms

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Para corrente de 5xIN = 5x5 =25 A, temos. 400/25 =16 ohms Conclusão: A carga do TC, incluindo resistência da fiação, relés, deverá ser no máximo 16 ohms, nesta situação. A classe de exatidão pela norma ABNT é definido em termos de potência aparente VA que se pode conectar ao secundário do TC para que com uma corrente de curto-circuito em relação ao secundário de 5xIN , 10x IN , 15xIN ou 20xIN Os TC’s são dados, por exemplo: A10F20C50 Significa: A:- alta reatância 10:- erro admissível para sua classe de exatidão ( 10 % ) F; - fator de sobrecorrente 20- 20xIN =20x5= 100 A C – carga do TC em corrente nominal IN do TC 50- 50 VA do TC em corrente nominal IN =5 A do TC A impedância de carga dos relés é dada por: 2

2

S=ZxI

50VA= Zx5

50=Zx25

Z=2 ohms Se utilizarmos as normas ASA, teremos: Vmáx /20XiN =Z

Vmáx=Zx20xIN

Vmáx=2x20x5= 200 Volts

Portanto A10F20C50 é o mesmo que 10H200. Os TC’s devem manter o erro em sua classe para correntes de 10 a 100% de IN As classes usadas são 0,3; 0,6 e 1,2. As potências padronizadas são: 12,5; 25; 50; 100; 200; 400 e 800 VA. Os TC’s de medição devem manter a precisão para cargas nominais, e os TC’s de proteção devem ser precisos para correntes de curto circuito. Os TC’s de proteção não devem saturar durante as correntes de curto-circuito.

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1.2.3.4 Recomendações de Segurança para TC’s a) Deverá ser verificado a capabilidade dos transformadores quanto aos níveis de curto-circuito, correntes nominais e de sobrecargas. b) Deverá ser verificada a classe de precisão para identificar se o TC é de medição ou proteção c) Deverá ser verificada a carga imposta ao TC para realizar os cálculos de saturação. Conhecer saturação de TC’s é importante, pois caso haja saturação dos mesmos, os relés de proteção deixam de atuar. d) Jamais deve se abrir o secundário do TC, pois isto provocará a saturação do mesmo, elevando as perdas a um valor elevadíssimo, tendo como consequência aquecimento excessivo, podendo romper a isolação. Além disso, também existe o fato da elevada tensão induzida no secundário, podendo colocar em risco os trabalhadores. e) Especificar adequadamente os TC’s, pois nos sistemas elétricos ocorrem : •

Aumento das correntes de curto

•

Aumento constante de tempo da componente assimétrica

•

Necessidade de relés cada vez mais rápidos

•

Necessidade de maior confiabilidade nos esquemas de proteção.

1.2.4 Seccionadoras As seccionadoras , basicamente devem possuir capacidade em termos de corrente nominal. Recomenda-se que tenha uma capacidade de pelo menos 50% acima da corrente máxima do circuito.

1.2.5 Chaves Fusíveis As chaves fusíveis deverão possuir uma capacidade em kA para correntes de curto-circuito e nível de tensão compatível com o sistema. A capacidade de abrir circuitos sob carga é limitado.

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1.2.6 Disjuntores Os disjuntores deverão possuir capacidade expresso em MVA ou kA de interromper correntes de curto-circuito. O valor em MVA é o produto do valor eficaz da corrente de curto , pela tensão aplicada e o fator 1,732. Outro dado a ser considerado é o valor da corrente capaz de circular permanentemente, sem provocar aquecimentos excessivos. Também deve ser observado a capacidade de fechamento em MVA, normalmente da ordem 2,5 vezes a capacidade de ruptura. Recomenda-se que os disjuntores sejam projetados com fator de segurança de 20%.

1.2.7 Contatores Contator é um dispositivo eletromagnético que liga e desliga o circuito do motor. Usado de preferência para comandos elétricos automáticos à distância. É constituído de uma bobina que quando alimentada cria um campo magnético no núcleo fixo que por sua vez atrai o núcleo móvel que fecha o circuito. Cessando a alimentação da bobina, desaparece o campo magnético, provocando o retorno do núcleo através de molas, conforme a figura.

Figura. 1.1 - Contator

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1.2.7.1 Contatos No contator temos os contatos principais e auxiliares. Os principais do contator são mais robustos e suportam maiores correntes que depende da carga que esse motor irá acionar, quanto maior a carga acionada, maior será a corrente nos contatos.

Figura. 1.2 – Tipos de contatos

Os contatos auxiliares, utilizados para sinalização e comandos de vários motores, existem o contato NF (normalmente fechado) e NA (normalmente aberto).

Figura. 1.3 – Contatos auxiliares

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1.2.8 Botoeira - botão liga e desliga

Figura 1.4 – Botão liga / desliga

1.2.9 Relé Térmico

São construídos para proteção de motores contra sobrecarga, falta de fase e tensão. Seu funcionamento é baseado em dois elementos metálicos, que se dilatam diferentemente provocando modificações no comprimento e forma das lâminas quando aquecidas.

Figura 1.5 – Relé bimetálico

Colocação em funcionamento e indicações para operação: 1. Ajustar a escala à corrente nominal da carga. 2. Botão de destravação (azul):

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Antes de por o relé em funcionamento, premer o botão de destravação. O contato auxiliar é ajustado pela fábrica para religamento manual (com bloqueio contra religamento automático). Comutação para religamento automático: premer o botão de destravação e girá-lo no sentido antihorário, até o encosto, da posição H (manual) para A (automático). 1. Botão " Desliga" (vermelho). O contato auxiliar abridor será aberto manualmente, se for apertado este botão. 2. Indicador Lig./Desl - (verde). Se o relé estiver ajustado para religamento manual, um indicador verde sobressairá da capa frontal se ocorrer o disparo (desligamento) do relé. Para religar o relé, premer o botão de destravação. Na posição "automático", não há indicação. 3. Terminal para bobina do contator, A2. 4. Dimensões em mm. - Com contato auxiliar 1F ou 1A; - Com contatos auxiliares 1F + 1A ou 2F + 2A; - Para fixação rápida sobre trilhos suporte conforme DINEN 50022; - Neste lado do relé, distância mínima de partes aterradas.

1.2.9.1 Simbologia Elétrica Tabela 1.3 - Denominação para os aparelhos nos esquemas elétricos

Denominacão

Aparelhos

b0

Botão de comando - desliga

b1

Botão de comando - liga

b2 – b22

Botão de comando - esquerda/direita

K1 – K2 - K3 - K4 - K5

Contator principal

d1 – d2 - d3

Contator auxiliar-relé de tempo relê aux.

F1 – F2 - F3

Fusível principal

F7 – F8 - F9

Relé bimetálico

F21 - F22

Fusível para comando

h1

Armação de sinalização - liga

h2

Armação de sinalização direita/esquerda

M1

Motor, trafo - principal

M2

Auto - trafo

RST

Circuito de medição-corrente alternada

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1.2.10 Materiais Condutores 1.2.10.1 Considerações Básicas Condutor elétrico é um corpo constituído de material bom condutor, destinado à transmissão da eletricidade. Em geral é de cobre eletrolítico e, em certos casos, de alumínio. Fio é um condutor sólido, maciço, em geral de seção circular, com ou sem isolamento. Cabo é um conjunto de fios encordoados, não isolados entre si. Pode ser isolado ou não, conforme o uso a que se destina. São mais flexíveis que um fio de mesma capacidade de carga.

Figura 1.6 - Fio TW-TRC da Ficap

Figura 1.7 - Cabo TCW-TRC da Ficap

Para isolar eletricamente um condutor de outro e da terra, usa-se revesti-lo com uma camada de material mau condutor de eletricidade, o que constitui a isolação do condutor. Um cabo isolado é um cabo que possui isolação. Além da isolação, recobre-se com uma camada denominada cobertura quando os cabos devem ficar em instalação exposta, colocados em bandejas ou diretamente no solo.

Figura 1.8 - Cabo com isolação e cobertura Superflex 750 V da Siemens

Os cabos podem ser: • Unipolares, quando constituídos por um condutor de fios trançados com cobertura isolante protetora; • Multipolares, quando constituídos por dois ou mais condutores isolados, protegidos por uma camada protetora de cobertura comum.

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Exemplo: A Pirelli fabrica cabos uni- e multipolares Sintenax antiflan 0,6/1KV, e a Siemens, os cabos unipolares Noflam BWF 750 V e Multipolares Superflex 750V. A Ficap fabrica os cabos TCW-TRC 750 V uni- e tripolares. A INBRAC produz os cabos unipolares PVC-750 V e Vinilplast 750 V para dois e três condutores. Seção nominal de um fio ou cabo é a área aproximada da seção transversal do fio ou da soma das seções dos fios componentes de um cabo. A seção de um condutor a que nos referimos não inclui a isolação e a cobertura (se for o caso de possuir cobertura). Até o ano de 1982, para a caracterização das bitolas, usava-se no Brasil a escala AWG/CM (American Wire Gauge – circular mil). A AWG é baseada numa progressão geométrica de diâmetros expressos em polegadas até a bitola 0000 (4/0). Acima desta bitola, as seções são expressas em circular mils -CM ou múltiplo de mil circular mils -6

2

- MCM. Um mil é a abreviatura de 1 milionésimo de polegadas: 1 CM = 5,067 x 10 cm . A partir de dezembro de 1982, a Norma Brasileira NB-3 da ABNT foi reformulada, recebendo do INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial) a designação de NBR-5410. Nesta Norma, em vigor, os condutores elétricos são especificados por sua seção em 2

milímetros quadrados (mm ), segundo a escala padronizada, série métrica da IEC (International Electotechinical Comission). A seção nominal de um cabo multipolar é igual ao produto da seção do condutor de cada veia pelo número de veias que constituem o cabo.

Material • Em instalações residenciais só podem ser empregados condutores de cobre, exceto condutores de aterramento e proteção. • Em instalações comerciais é permitido o emprego de condutores de alumínio com seções iguais 2

ou superiores a 50 mm . • Em instalações industriais podem ser utilizados condutores de alumínio, desde que sejam obedecidas simultaneamente as seguintes condições: 2

- Seção nominal dos condutores seja ≥ 10mm . - Potência instalada seja igual ou superior 50 kW. - Instalação e manutenção qualificadas. - Seções Mínimas dos Condutores

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Seção Mínima do Condutor Neutro O condutor neutro deve possuir a mesma seção que o(s) condutor(es) fase nos seguintes casos: a) Em circuitos monofásicos e bifásicos, qualquer que seja a seção. 2

b) Em circuitos trifásicos, quando a seção do condutor fase for inferior ou igual a 25 mm , em cobre ou em alumínio. c) Em circuitos trifásicos, quando for prevista a presença de harmônicos qualquer que seja a seção.

Figura 1.9 - Escolha de condutores

Propagadores da chama São aqueles que entram em combustão sob a ação direta da chama e a mantém mesmo após a retirada da chama. Pertencem a esta categoria o etileno - propileno (EPR) e o polietileno reticulado (XLPE).

Não-propagadores de chama Removida a chama ativadora, a combustão de material cessa. Considera-se o cloreto de polivinila (PVC) e o neoprene como não propagadores de chama.

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Resistentes à chama Mesmo em caso de exposição prolongada, a chama não se propaga ao longo do material isolante do cabo. É o caso dos cabos Sintenax Antiflan, da Pirelli, e Noflam BWF 750V, da Siemens.

Resistentes ao fogo São materiais especiais incombustíveis e que permitem o funcionamento do circuito elétrico mesmo em presença de um incêndio. São usados em circuitos de segurança e sinalizações de emergência. As características principais dos fios e cabos mais comumente usados são apresentados em tabelas (quadros resumidos) dos fabricantes.

1.2.11 Eletrodutos, Conexões e Acessórios 1.2.11.1 Eletrodutos São tubos destinados à colocação e proteção de condutores elétricos.

1.2.11.2 Finalidades Os eletrodutos têm por finalidade: • Proteger os condutores contra ações mecânicas e contra corrosão; • Proteger o meio ambiente contra perigos de incêndio, provenientes do superaquecimento ou da formação de arcos por curto-circuito; • Constituir um envoltório metálico aterrado para os condutores (no caso de eletroduto metálico), o que evita perigos de choque elétrico; • Funcionar como condutor de proteção, proporcionando um percurso para a terra (no caso de eletrodutos metálicos).

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1.2.11.3 Classificação Os eletrodutos podem ser: • Rígidos; • Flexíveis, que podem ser curvados à mão.

1.2.11.4 Material Quanto ao material de que são constituídos os eletrodutos rígidos, dividem-se em eletrodutos de: • Aço carbono; • Alumínio (usado nos Estados Unidos); • PVC; • Plástico com fibra de vidro; • Polipropileno. • Polietileno de alta densidade.

1.2.11.5 Proteção contra corrosão Quanto à proteção dos eletrodutos de aço contra corrosão, a mesma pode ser constituída por: • Cobertura de esmalte a quente; • Galvanização ou banho de zinco a quente; • Cobertura externa de composto asfáltico ou plástico; • Proteção interna e (ou) externa adicional de tinta epóxica.

1.2.11.6 Modalidades de instalação e tipos usados Os eletrodutos podem ser instalados: • Em lajes e alvenaria: eletrodutos rígidos metálicos ou de plásticos rígidos; • Enterrados no solo: eletrodutos rígidos não-metálicos ou de aço galvanizado; • Enterrados, porém embutidos em lastro de concreto: eletrodutos rígidos não-metálicos ou metálicos galvanizados ou revestidos de epóxi;

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• Aparentes, fixados por braçadeiras a tetos, paredes ou elementos estruturais: eletrodutos rígidos metálicos ou de PVC rígido; • Aparentes, em prateleiras ou suportes tipo “mão francesa”: rígidos metálicos e de PVC. • Aparentes, em locais onde a atmosfera contiver gases ou vapores agressivos: PVC rígidos, por exemplo Tigre da Cia. Hansen Industrial, ou metálicos com pintura epóxica. • Ligação de ramais de motores e equipamentos sujeitos a vibrações: eletrodutos flexíveis metálicos (conduits) formados por uma fita enrolada em hélice. Podem ser revestidos por uma camada protetora de material plástico quando se teme a agressividade de agentes poluentes ou líquidos agressivos.

1.2.11.7 Eletrodutos metálicos rígidos Os eletrodutos rígidos são vendidos em varas de 3 m de comprimento, rosqueadas nas extremidades, e com uma luva em uma das extremidades. São fabricados nos seguintes tipos: a) Leve, esmaltado, denominados eletrodutos comuns, nos tipos Leve I, Leve II e Leve III (LI, LII, LIII) de acordo com a EB-568. b) Pesado - de acordo com a EB-341. c) Extra - de acordo dom a EB-341. d) Pesado galvanizado - de acordo com a EB-342. e) Leve I galvanizado - de acordo com a EB-568. O tamanho nominal do eletroduto no caso dos tipos leves LI, LII e LIII refere-se ao diâmetro externo, variando o diâmetro interno de acordo com a espessura do tubo. No caso dos tubos pesados e extra, segundo a EB-341, existe uma pequena diferença entre ambos.

1.2.11.8 Acessórios dos eletrodutos metálicos Os eletrodutos interligam caixas de derivação. Para emendar os tubos, mudar a direção e fixá-los às caixas, são empregados os acessórios abaixo descritos: • Luvas - São peças cilíndricas rosqueadas internamente com rosca paralela, usadas para unir dois trechos de tubo, ou um tubo a uma curva. Quando se requer estanqueidade, usam-se luvas com rosca cônica BSP (British Standards Pipe) ou NPT (National Pipe Threads).

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• Buchas - São peças de arremate das extremidades dos eletrodutos rígidos, destinadas a impedir que ao serem puxados os condutores durante a enfiação o encapamento seja danificado por eventuais rebarbas na ponta do eletroduto. Ficam na parte interna das caixas. • Porcas - São arruelas rosqueadas internamente e que, colocadas externamente às caixas, completam, com as buchas, a fixação do eletroduto à parede da mesma. • Curvas - Para diâmetros de 1/2”, 3/4” e 1 “, pode-se curvar o eletroduto metálico a frio em ângulo de deflexão menor que 90º e com o cuidado para que o trecho curvo não fique inaceitavelmente amassado. Para diâmetros maiores que 1”, devem-se usar curvas pré-fabricadas, embora em instalações aparentes se usem também estas curvas nos diâmetros menores. Para raios de curvatura, trechos de tubulação entre caixas ou equipamentos com comprimentos maiores que 15m. Quando se colocam curvas, este espaçamento fica reduzido de 3m para dada curva de 90º.

1.2.11.9 Conexões não - rosqueadas Existem luvas, curvas e buchas que dispensam o rosqueamento do eletroduto para sua adaptação. Há dois tipos principais: • As peças possuem parafusos para aperto contra o eletroduto. Ex.: Conexões Unidut da Daisa, de liga de alumínio com 9 a 13 % de silício, em bitolas de 1/2” a 6”. • As peças se adaptam por encaixe e pressão.

1.2.11.10 Eletrodutos metálicos flexíveis Também designados por conduits, estes eletrodutos não podem ser embutidos nem utilizados nas partes externas das edificações, em localizações perigosas e de qualquer forma expostos ao tempo. Devem constituir trechos contínuos, não devendo ser emendados por luvas ou soldas. Necessitam ser firmemente fixados por braçadeiras a, no máximo, cada 1,30m e a uma distância de, no máximo 30cm de cada caixa de passagem ou equipamento. Em geral são empregados na instalação de motores ou de outros aparelhos sujeitos a vibração ou que tenham necessidade de ser deslocados de pequenos percursos ou em ligações de quadros de circuitos. Para se fixar um conduit em um eletroduto, usa-se o box reto interno, e para fixá-lo a uma caixa, usa-se o box reto externo ou box curvo. Os conduits flexíveis podem ser curvados, mas o raio deverá ser maior que 12 vezes o diâmetro externo dos mesmos.

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Os conduits, como aliás os eletrodutos rígidos, podem ser fixados a paredes, tetos ou outros elementos estruturais por meio de braçadeiras. Na figura abaixo vemos as braçadeiras de ferro modular galvanizadas tipo “unha”, tipo “dupla” e “reforçada”, de fabricação de Blinda Eletromecânica Ltda.

Figura 1.10 - Braçadeiras

1.2.11.11 Instalação em Dutos Os dutos são tubos destinados à condução de cabos, em geral, quando estes devam ficar enterrados. Podem ser de cerâmica vitrificada, amianto-cimento, PVC rígido ou de outros materiais resistentes e impermeáveis. Um conjunto de dutos envolvido por concreto constitui um “leito de dutos”. A fixação dos dutos realiza-se através de caixas de enfiação ou passagem. Estas caixas devem ser também instaladas nas mudanças de direção. Também se designam com o nome de dutos para barramento (bus-duct) os dutos metálicos retangulares nos quais o fabricante fornece, fixados em blocos isolante, barramentos nus em substituição a cabos isolados. Este sistema de instalações pré-fabricadas, também designadas por bus-ways, é empregado em indústrias, principalmente nos Estados Unidos. Os dutos metálicos devem ser aterrados e deve ser mantida a continuidade do mesmo em todas as emendas.

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1.2.11.12 Instalação em calhas e canaletas As calhas e as canaletas (calhas pequenas) podem ser abertas ou fechadas, com ou sem ventilação direta: • De concreto ou alvenaria com reboco impermeável. • De chapa dobrada ou liga de alumínio fundido, colocadas em lajes ou alvenaria. Canalizações elétricas Canalis de 1.000 a 4.300 A, modelo KG, da Télemecanique, para transporte e distribuição de correntes de grande intensidade, tipo bus-duct. Calha de concreto ou cobertura com tampa de concreto Calha de concreto com tampa metálica Podem ter tampa ou cobertura em: • Placas de concreto pré-moldado, quando a calha for de concreto ou alvenaria, fechada. • Placas de ferro fundido, ou chapas de aço doce devidamente pintadas com tinta antiferrugem. • Placas do material da própria calha, simplesmente colocadas ou parafusadas. • Grades para permitir melhor ventilação. Os cabos colocados em calhas devem ter isolamento que não fique comprometido por eventual umidade ou água que eventualmente infiltre pela junção com a tampa. Não devem ser colocados em locais onde, pelo piso, possa escorrer líquido agressivo decorrente de algum processo ou operação industrial. Nas calhas, podem ser colocados cabos ou eletrodutos contendo cabos. Para impedir o contato de algum líquido com os cabos, podem-se usar prateleiras no interior da canaleta e sempre prever a possibilidade de drenagem da mesma.

1.2.11.13 Calhas de Piso Em prédios de escritórios e comerciais com especificações de instalações de elevado padrão, são empregadas calhas de piso com tampa aparafusada ou justaposta, constituídas por dutos da seção retangular, com aberturas para enfiação e derivação de trechos em trechos. Colocação de calhas de piso na laje, antes de sua concretagem Sistema SIK da Siemens de canaletas de piso com caixas de saída simples para tomadas de piso. Alguns fabricantes designam o sistema como canaletas (Sistema SIK, da Siemens; Sistema X, da PIAL Legrand; Canaletas Dutoplast) ou como dutos. O Sistema SIK permite a execução no piso de uma linha geral de alimentação com até quatro sistemas independentes (fiação elétrica, telefonia, intercomunicação e telex), separados rigidamente entre si por divisões formando canaletas distintas.

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As canaletas e caixas em chapa de aço galvanizado são montadas diretamente sobre a laje e embutidas no contrapiso (enchimento). Nas caixas de distribuição é mantida a separação intersistemas, a qual é feita por acessórios de material isolante (pontes de cruzamento e cantoneiras de separação) As saídas individualizadas (caixas de onde saem os fios para os aparelhos) são montadas diretamente sobre as canaletas. Elas possuem tampa cega, que evita a penetração de corpos estranhos durante a concretagem. Após a colocação do carpete, instala-se a placa-suporte de aparelhos e, em seguida, a moldura com tampa basculante para fazer o acabamento da caixa com o carpete. No caso de se querer “eliminar um ponto de saída,” basta retirar a moldura com tampa de mola e substituí-la por uma tampa cega recoberta por um pedaço do material de acabamento do piso. Ao se pretender, por exemplo, modificar um ponto de saída elétrico de tomada monofásica para tomada monofásica com pólo de terra, basta trocar a placa-suporte de aparelhos, que é fixada por dois parafusos. A Télemecanique fabrica canalizações elétricas Canalis, no interior das quais já vêm instalados os condutores ou barramentos, para alimentação de aparelhos de iluminação, motores e quadros de distribuição. Os tipos principal de canalizações Canalis são: a) KB4 40A. Compõe-se de um perfil de aço galvanizado em forma de U, no qual é colocado, contra uma face lateral, um cabo isolado de seção chata com dois ou três condutores + terra. O cabo apresenta, com intervalos regulares, derivações embutidas em aberturas retangulares. O perfil comporta, na parte inferior, perfurações em forma de “botoeiras”, que permitem a ligação dos elementos entre si e a suspensão dos aparelhos de iluminação. Os conectores para derivações são para 10 A e 380 V. b) KJ4 : 40 A e KJ6 : 63 A - três ou quatro condutores + terra. Conectores: 20ª - 500 V. c) KM3 : 63 A e KM5 : 100 A - três ou quatro condutores + terra. Conectores: 40 A - 500 V. d) KU1 a KU7, de 160 A até 700 A - três a quatro condutores + terra. Cofres: de 85 A a 315 A - 500 V. São usados para instalações industriais de média potência. Podem ser considerados como bus-ducts de pequena e média capacidades. A derivação do duto para uma ramificação se faz em um cofre, no qual são colocados fusíveis Diazed até 63 A e NH acima de 63 A. Canalizações elétricas KB4 40 A Canalis, da Télemecanique, para iluminação de prédios industriais, administrativos e comerciais. Canalizações elétricas Canalis de 160 até 700 A, modelo KU1 e KU7, da Télemecanique, para instalações industriais de média potência. e) KG, de 1.000 A a 4.300 A - três a quatro condutores + terra ou tripolar + neutro + terra.

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Conforme a intensidade da corrente, o barramento pode ser constituído por uma, duas, três ou quatro barras por fase. Para derivações são adaptados cofres, com dispositivos fusíveis de proteção tipo NH. Este modelo corresponde ao bus-ducts para grande capacidade de condução de corrente. Canalizações elétricas Canalis de 1.00 a 4.300 A, modelo KG, da Télemecanique, para transporte e distribuição de correntes de grandes intensidades, vendo-se os cofres de distribuição.

1.2.11.14 Bandejas As bandejas ou leito de cabos são prateleiras rígidas sobre as quais são colocados os cabos, de modo a serem facilmente alcançados. Em geral são de chapa de aço ou de alumínio, podendo eventualmente ser de amianto-cimento reforçado ou mesmo constituídas por uma prateleira de concreto armado. A NBR-5410 determina que a instalação em bandejas só seja utilizada em estabelecimentos industriais ou comerciais em que a manutenção seja sistemática e executada por “pessoas advertidas ou qualificadas”. Os cabos que podem ser colocados em prateleiras são isolados e com cobertura. Deve haver, acima da bandeja ou prateleira, espaço suficiente para que seja feita a instalação e manutenção dos cabos. Os cabos devem ser dispostos, de preferência, em uma só camada e fixados convenientemente à estrutura da bandeja. Prescrições do National Electrical Code quanto ao uso de bandejas. 1. Cabos multipolares. Tensão nominal de até 2kV. a) Bandejas ventiladas, contendo cabos multipolares de luz ou força ou qualquer combinação de cabos multipolares de luz, força, controle e sinalização: 2

• Quando todos os cabos forem de seção igual ou superior a 107 mm (4/0 AWG), a soma dos diâmetros de todos os cabos não pode exceder a largura da bandeja, e os cabos devem ser dispostos numa única camada. 2

• Quando todos os cabos forem de seção inferior a 107 mm (4/0 AWG), a soma das áreas de todos os cabos não pode exceder os valores das Tabelas de fabricantes, para as larguras de bandejas adequadas. 2

• Quando houver cabos de seção de 107 mm (4/0 AWG) juntamente com outros de seção maior 2

e menor, na mesma bandeja, a soma das áreas de todos os cabos de seção inferior a 107 mm não deve exceder o valor resultante dos cálculos indicados nas Tabelas de fabricantes para as larguras de 2

bandeja adequadas; os cabos de seção de 107 mm e maiores devem ser instalados numa única camada, e os demais cabos não devem ser instalados sobre eles.

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b) Quando uma bandeja ventilada, com profundidade útil igual ou inferior a 50 mm, contiver apenas cabos multipolares de controle e/ou sinalização, a soma das áreas de todos os cabos não deve exceder a 50% da área útil da bandeja. A profundidade de 150 mm deve ser usada para o cálculo da área útil de qualquer bandeja que 2

possua profundidade útil superior a 150 mm, e a área do cabo não poderá exceder a 1.438 mm em bandejas com 76 mm de largura, ou 2.903 mm2, em bandejas com 101 mm de largura. Bandeja ventilada, com tampa também ventilada. 2. Cabos unipolares. Tensão nominal até 2kV a) Bandejas ventiladas, contendo cabos unipolares: 2

• Quando todos os cabos forem de seção de 500 mm (1.000.000 CM) ou maior, a soma dos diâmetros de todos os cabos não pode exceder à largura da bandeja. 2

• Quando todos os cabos forem de seção inferior a 500 mm , a soma das áreas de todos os cabos não pode exceder os valores das Tabela de fabricantes, para as larguras de bandejas adequadas. 2

• Quando houver cabos de seção de 500 mm , juntamente com outros de seção maior ou menor, 2

na mesma bandeja, a soma das áreas de todos os cabos de seção inferior a 500 mm não deve exceder o valor resultante dos cálculos indicados nas Tabelas de fabricantes, para as larguras de bandeja indicadas. b) Quando uma bandeja ventilada, com profundidade útil igual ou inferior a 100 mm, contiver cabos unipolares, a soma dos diâmetros de todos os cabos não deve exceder à largura interna da bandeja. Eletrocalha Sano em fibrocimento, para sustentação e condução de cabos de energia elétrica e telefônicos etc., em indústrias, ferrovias túneis, centrais elétricas e em edificações onde se façam necessários o suporte e a condução de cabos atingindo grandes distâncias. c) Bandejas não ventiladas, contendo cabos multipolares de luz ou força, ou qualquer combinação de cabos multipolares de luz, força, controle e sinalização: 2

• Quando todos os cabos forem de seção igual ou superior a 107 mm (4/0 AWG), a soma dos diâmetros de todos os cabos não deve exceder a 90% da largura da bandeja, e os cabos devem ser dispostos numa única camada. 2

• Quando todos os cabos forem de seção inferior a 107 mm (4/0 AWG), a soma das áreas de todos os cabos não pode exceder os valores das Tabelas de fabricantes, para as larguras de bandeja adequadas. 2

• Quando houver cabos de seção 107 mm , juntamente com outros de seção maior ou menor, na 2

mesma bandeja, a soma das áreas de todos os cabos de seção inferior a 107 mm não deve exceder o valor dos cálculos indicados nas Tabelas de fabricantes, para as larguras de bandeja adequadas; os 2

cabos de seções 107 mm e maiores devem ser instalados em uma única camada, e os demais cabos instalados sobre eles.

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d) Quando uma bandeja não ventilada, com profundidade útil igual ou inferior a 150 mm, contiver apenas cabos multipolares de controle e/ou sinalização, a soma das áreas de todos os cabos não deve exceder a 40 % da área útil da bandeja. A profundidade de 150 mm deve ser usada para o cálculo da área útil de qualquer bandeja que possua profundidade útil superior a 150 mm. e) Quando forem usadas bandejas ventiladas tipo “canal” formadas por chapas perfuradas dobradas em “U”, contendo cabos multipolares de qualquer tipo, a soma das áreas de todos os cabos 2

não poderá exceder 838 mm2, em bandejas com 76 mm de largura, ou 1.616 mm , em bandejas com 101 mm de largura. Exceção: Quando for instalado apenas um cabo multipolar numa bandeja ventilada tipo “canal”. A figura anterior fornece dados da eletrocalha SANO, de fibrocimento, do tipo não ventilada.

1.2.11.15 Molduras, Rodapés e Alizares A NBR-5410 prevê a utilização destes elementos para passagem de condutores. Estabelece as seguintes recomendações: • Não devem ser usados em locais úmidos ou sujeitos a lavagens freqüentes. • Não devem ser imersos na alvenaria nem recobertos por papel de parede, tecido ou outro qualquer material, devendo sempre permanecer aparentes. • As de madeira só são admitidas em locais em que é desprezível a probabilidade de presença de água. As de plástico são admitidas nestes locais e também onde haja possibilidade de quedas verticais de gotas de água, por condensação de umidade, por exemplo. • Devem possuir tampas ou coberturas com boa fixação. • As ranhuras devem ter dimensões tais que os cabos possam alojar-se facilmente. • Nas mudanças de direção os ângulos das ranhuras devem ser arredondados. • Uma ranhura só deverá conter cabos de um mesmo circuito, os quais devem ser isolados. • Os cabos devem ser contínuos, sendo as emendas e derivações realizadas em caixas especiais. • As molduras, rodapés e alizares não devem apresentar qualquer descontinuidade ao longo do comprimento que possa comprometer a proteção mecânica dos cabos. A PIAL Indústria e Comércio Ltda. fabrica o sistema X de sobrepor, constituído por dutos ou canaletas de pequenas dimensões que são aplicados às paredes, junto aos rodapés, alizares e molduras.

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1.2.12 Iluminação 1.2.12.1 Classificação As Lâmpadas usadas em iluminação classificam-se em lâmpadas incandescentes e lâmpadas de descarga. Vejamos os principais tipos de cada uma destas modalidades.

Lâmpadas incandescentes Possuem um bulbo de vidro, em cujo interior existe um filamento de tungstênio, enrolado uma, duas ou três vezes, e que, pela passagem da corrente elétrica, fica incandescente. Para evitar que o filamento se oxide, realiza-se o vácuo no interior do bulbo (lâmpadas tipo B), ou nele se coloca um gás inerte, em geral o nitrogênio ou o argônio (lâmpadas tipo C). O tungstênio é um metal de ponto de fusão muito elevado (3.400ºC), o que permite temperatura, no filamento, de cerca de 2.500ºC.

Figura 1.11 – Filamento de lâmpada incandescente

O bulbo pode ser transparente, translúcido ou opalino, este último sendo usado para reduzir a luminância ou o ofuscamento (luminância muito intensa). A cor da luz é branco-avermelhada. Na reprodução em cores, sobressaem as cores amarela e vermelha, ficando amortecidas as tonalidades verde e azul.

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As lâmpadas podem ser:

Figura 1.12 – Lâmpada incandescente

Comuns ou de uso geral São empregadas em residências, lojas e locais de trabalho que não exijam índices de iluminamento elevados. Como foi dito acima, podem ser de bulbo transparente, translúcido ou opalizado (Argenta, da Philips), e são fabricadas nas potências indicadas na tabela abaixo.

Figura 1.13 - Características de lâmpadas incandescentes

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Com bulbo temperado Funcionam ao tempo, sem necessitarem de luminária protetora.

Com bulbo de quartzo ou incandescentes halógenas Possuem um bulbo tubular de quartzo no qual são colocados aditivos de iodo ou bromo (daí o nome de halógenas), que, através de uma reação cíclica, reconduzem o tungstênio volatilizado de volta ao filamento, evitando o escurecimento do bulbo. Em temperaturas próximas a 1.400ºC, o halogênio (bromo ou iodo) adiciona-se ao gás contido no bulbo. Por efeito de convecção, o composto se aproxima novamente do filamento. A alta temperatura aí reinante decompõe o chamado haleto, e parte do tungstênio deposita-se de volta no filamento. São lâmpadas de grande potência, mais duráveis, de melhor rendimento luminoso, menores dimensões e que reproduzem mais fielmente as cores, sendo, todavia, mais caras. Encontram aplicação na iluminação de praças de esporte, pátios de armazenamento de mercadorias e iluminação externa em geral, teatros, estúdios de TV, museus, monumentos etc. Exemplo: lâmpadas HA-HAD da Philips, de 300, 500, 1.000, 1.500 e 2.000W.

Lâmpadas incandescentes para fins específicos Além das lâmpadas coloridas ornamentais, das empregada em faróis de veículos, das miniaturas, das usada em flash fotográfico, das de projetores cinematográficos e das usadas para espantar insetos (Insetilux, Philips), merecem ser destacadas: Lâmpadas infravermelhas. Usadas em secagem de tintas, vernizes, no aquecimento em certas estufas e, também, em fisioterapia e criação de animais em climas frios. Nunca podem, porém, ser usadas coo fontes luminosas, uma vez que sua radiação se encontra na faixa de ondas caloríficas (106 a 780nm). Podem ser de bulbo ou tubulares, em quartzo. possuem uma vida média útil de 5.000 horas. •

Lâmpadas refletoras. São fontes de luz de alto rendimento luminoso, dimensões reduzidas e facho dirigido.

Possuem o bulbo de formatos especiais e internamente um revestimento de alumínio em parte de sua superfície, de modo a concentrar e orientar o facho de luz. Existe um tipo cuja calota do bulbo é prateada.

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As lâmpadas de bulbo prateado orientam o facho luminoso no sentido de sua base e devem ser usadas com um refletor adequado que produza a reflexão da luz, proporcionando iluminação indireta. As lâmpadas de vidro prensado podem ser usadas tanto para iluminação interna quanto externa, sem precauções especiais, devido à sua grande resistência às intempéries.

Lâmpadas de Descarga Nas lâmpadas denominadas “de descarga”, a energia é emitida sob a forma de radiação, que provoca uma excitação de gases ou vapores metálicos, devido à tensão elétrica entre eletrodos especiais. A radiação, que se estende da faixa do ultravioleta até a do infravermelho, passando pela do espectro luminoso, depende, entre outros fatores, da pressão interna da lâmpada, da natureza do gás ou da presença de partículas metálicas ou halógenas no interior do tubo. As lâmpadas de descarga podem ser das seguintes classes: Fluorescente, luz mista, vapor de mercúrio de alta pressão com ou sem material fluorescente, vapor de sódio de baixa ou de alta pressão, multivapores metálicos, com ou sem material fluorescente, xenônio, e de luz negra. Façamos algumas considerações sobre estes diversos tipos de lâmpadas de descarga.

Lâmpadas fluorescentes São constituídas por um tubo em cujas paredes internas é fixado um material fluorescente e onde se efetua uma descarga elétrica, a baixa pressão, em presença de vapor de mercúrio. Produz-se, então, uma radiação ultravioleta que, em presença do material fluorescente existente nas paredes (cristais de fósforo), se transforma em luz visível. O bulbo das lâmpadas fluorescentes é tubular e de vidro, e em suas extremidades encontram-se eletrodos de tungstênio (cátodos), enrolados helicoidalmente e recobertos de determinados óxidos que aumentam seu poder emissor. A instalação de uma lâmpada fluorescente é complementada com os seguintes acessórios: • Reator - tem por finalidade provocar um aumento da tensão durante a ignição e uma redução na intensidade da corrente, durante o funcionamento da lâmpada. Consistia essencialmente em uma bobina, com núcleo de ferro, ligada em série com a alimentação da lâmpada. Atualmente, a grande maioria dos reatores é do tipo eletrônico, cuja principal característica é a de aumentar a vida útil do conjunto reator – lâmpada.

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Existem dois tipos de reatores indutivos: •

Comuns ou convencionais - que podem ser simples e duplos

•

De partida rápida - que não necessitam de starter. Podem ser também, dos tipos simples ou duplos.

Figura 1.14 – Ligações de lâmpadas fluorescentes

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Tipos de lâmpadas fluorescentes. Conforme as cores ou tonalidades proporcionadas. Aplicações das diversas lâmpadas fluorescentes Suave de luxo. Iluminação residencial em geral; ambientes de estar. Branca natural. Ambientes onde se necessita de excelente reprodução de cores e aparência de cores agradável: museus, pinacotecas, pesquisas e exames médicos. Branca fria. Fábricas, armazéns e oficinas, onde não é exigida fidelidade de cores e a luz artificial deve harmonizar-se com a luz do dia. Luz do dia real. Indústria de tecidos, tintas, gráficas, fotografias, tabaco, etc. Branca de luxo. Ambientes onde se necessita muito boa reprodução de cores e boa eficiência luminosa. As cores naturais como as de madeiras, tecidos e pele humana são muito bem reproduzidas. Luz do dia. Iluminação industrial e comercial em geral. Alta eficiência luminosa, aparência de luz diurna e que permite razoável reprodução de cores. Luz do dia especial. Recintos onde se exige perfeita distinção de cores. ideal para análise crítica de cor, como, por exemplo, tipografias, industriais gráficas, etc.

Lâmpada fluorescente de cátodo quente. Possuem um cátodo de “espiral tríplice”, o qual possibilita um aquecimento inicial rápido, graças a uma auto-indução auxiliar, e dispensa o uso de starter para realizar o pré aquecimento dos eletrodos, necessário nas lâmpadas comuns. Em 1 a 2 segundos, a lâmpada acende sob uma tensão de partida elevada, necessária para iniciar a descarga pelo vapor de mercúrio, e durante sua operação o filamento continua aquecido pela passagem de uma corrente, porém de pequena intensidade. Eliminam o efeito de cintilação provocado pelos dispositivos de partida que continuam tentando acender as lâmpadas convencionais (cátodo pré-aquecido) cuja vida útil já esteja esgotada, mas que ainda tremulam, porque o funcionamento das lâmpadas de cátodo quente e partida rápida cessa de maneira definitiva e instantaneamente. Devem ser usadas com reatores para partida rápida ou eletrônicos. As lâmpadas possuem apenas um pino em cada extremidade, ao contrário do que ocorre com as de cátodo pré-aquecido. São usadas em locais que devam permanecer continuamente iluminados, mas a ligação muito freqüente reduz o tempo de vida das mesmas.

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Lâmpadas fluorescentes de cátodo frio. São de acendimento instantâneo, não necessitando de starter. Nelas os elétrons são bombardeados instantaneamente, sob uma elevada tensão para dentro da área luminosa do tubo, em lugar de serem constantemente aquecidos termo-ionicamente, como acontece nas lâmpadas fluorescentes comuns, de cátodo quente. Necessitam de um reator com características de autotransformador, porque a tensão de operação gira em torno de 450V. Possuem longa duração. A vida média da lâmpada Lúmina, de fabricação da C.B.L. Cia Brasileira de lâmpadas, é de 25.000 horas. Não produzem radio-interferência.

Lâmpada de descarga - luz mista Reúne em uma só lâmpada as vantagens da lâmpada incandescente, da fluorescente e da de vapor de mercúrio. Assim: •

A luz do filamento emite luz incandescente;

•

A luz do tubo de descarga a vapor de mercúrio emite intensa luz azulada.

•

A radiação invisível (ultravioleta), em contato com a camada fluorescente do tubo, transforma-se em luz avermelhada.

Figura 1.15 - Características de lâmpadas mista

Como resultado, consegue-se uma luz semelhante à luz do dia. O fluxo luminoso é de 20 a 35% maior do que o da lâmpada incandescente, e a duração, cerca de seis vezes maior. Exemplos: Lâmpadas MLL Philips e LM Sylvania.

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Lâmpada de descarga a vapor de mercúrio Consta de um tubo de quartzo ou vidro duro, contendo uma pequena quantidade de mercúrio e cheio de gás argônio, com quatro eletrodos - dois principais e dois auxiliares – colocados nas extremidades do tubo. Os dois eletrodos auxiliares e o gás argônio estabelecem um arco de ignição preliminar que vaporiza o mercúrio. Forma-se, em seguida, o arco luminoso definitivo entre os dois eletrodos principais. O bulbo é revestido internamente com uma camada fluorescente de fosfato de ítrio vanadato, o que transforma a radiação ultravioleta em luz avermelhada, que melhora a reprodução das cores e distribui uniformemente a luz do tubo por toda a superfície do bulbo, evitando o ofuscamento à visão. O bulbo de vidro evita a irradiação ultravioleta fora do tubo, protegendo, assim, a vista das pessoas. Após a ligação, a lâmpada leva cerca de três minutos para atingir a totalidade do fluxo luminoso nominal. Depois de apagada, a lâmpada acenderá somente após três minutos de resfriamento. A radiação proveniente da descarga sob alta pressão de vapor de mercúrio situa-se principalmente na zona visível. A descarga ocorre num recipiente relativamente pequeno de quartzo, protegido por um bulbo de vidro. Para corrigir a deficiente reprodução das cores, aplica-se material fluorescente na parede interna do bulbo, de modo a transformar a radiação ultravioleta, gerada na descarga, em luz. A instalação requer reator e ignitor para aumentar a tensão de ignição e um capacitor de compensação, a fim de melhorar o fator de potência.

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Lâmpadas a vapor de sódio O tubo de descarga da lâmpada de sódio é constituído de sódio e uma mistura de gases inertes (neônio e argônio) a uma determinada pressão suficiente para obter uma tensão de ignição baixa. A descarga ocorre num invólucro de vidro tubular a vácuo, coberto na superfície interna por uma camada de óxido de irídio. Esta camada age como um refletor infravermelho. A lâmpada de sódio de baixa pressão possui uma radiação quase monocromática, elevada eficiência luminosa e vida útil longa. São muito usadas na iluminação de vias públicas; estacionamentos, áreas industrias internas e externas, depósitos e fachadas.

Figura 1.16 – Lâmpada vapor de sódio alta pressão

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Lâmpadas de multivapores metálicos A adição de certo compostos metálicos halogenados ao mercúrio (iodetos e brometos) permite tornar contínuo o espectro da descarga de alta pressão. Consegue-se, assim, uma excelente reprodução de cores e que corresponde à luz do dia. As lâmpadas, neste caso, poderão ter ou não material fluorescente no bulbo. A Osram as fabrica sob a designação de Power Stars HQI-E e HQI-T, de 360 a 3.500 W, e a Philips, sob a designação HPI e HPI-T, no formato ovóide e tubular, com potências de 400 W, 1.000W e 2.000 W.

Figura 1.17 – Lâmpadas multivapores metálicos

São especialmente recomendadas quando se requer ótima qualidade na reprodução de cores, como por exemplo em estádios, pistas de corrida de cavalos, ginásios, museus, iluminação de fachadas altas, pavilhões etc., principalmente quando se pretende televisionamento em cores. Requerem ignitor de partida e eventualmente capacitor para melhorar o fator de potência.

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Vida Útil e Rendimento Luminoso nas Lâmpadas As lâmpadas podem funcionar durante um número de horas designado com vida útil das mesmas. As vibrações na tensão, vibrações mecânicas, freqüência de liga-desliga, condições ambientais e outras afetam a vida útil, de modo que esta grandeza é expressa por uma faixa e não por um número. A vida útil varia de acordo com, o tipo de lâmpada, conforme se observa na tabela abaixo.

Figura 1.18 - Comparação dos tipos de lâmpadas

Uma lâmpada, quando opera sob tensão inferior à tensão nominal, tem sua vida útil aumentada, acontecendo o contrário quando funciona com tensão superior.

Emprego de Ignitores Ignitores são dispositivos de partida para lâmpadas a vapor metálico e a vapor de sódio de alta pressão. Notas: 1. Os ignitores são próprios para uma rede elétrica de 50 ou 60 Hz. 2. Na instalação deverão ser obedecidas necessariamente as indicações para ligação dos terminais, conforme esquema no próprio ignitor. 3. Os equipamentos auxiliares para lâmpadas de sódio e vapores metálicos poderão ficar no máximo a 14 e 40 metros respectivamente das lâmpadas.

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Luminárias As luminárias são constituídas pelos aparelhos com as lâmpadas. Nos aparelhos são colocadas as lâmpadas. Os aparelhos as protegem, orientam ou concentram o facho luminoso; difundem a luz; reduzem o brilho e o ofuscamento ou proporcionam um bom efeito decorativo. Na escolha da luminária ou aparelho de iluminação, além dos objetivos mencionados, deve-se atender a fatores de ordem econômica, durabilidade, facilidade de manutenção, além, naturalmente, das características do ambiente ou local a iluminar. Existem aparelhos próprios para iluminação indireta e outros para iluminação semi-indireta, semidireta, direta, semiconcentrante direta e concentrante direta. É o que mostra a tabela abaixo, da General Electric S.A., na qual são também indicados os espaçamentos e as distâncias ao teto dos aparelhos de iluminação indireta e semi-indireta.

Figura 1.19 – Luminárias - Especificação e distâncias

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1.3 Aterramento Os Sistemas de Aterramento devem satisfazer às prescrições de segurança das pessoas e do funcionamento das instalações elétricas. O valor da resistência de aterramento deve satisfazer às condições de proteção e de funcionamento da instalação elétrica.

1.3.1 Ligações a terra Qualquer que seja sua finalidade (proteção ou funcional) o aterramento deve ser único em cada local da instalação. Para casos específicos, de acordo com as prescrições da instalação, podem ser usados separadamente desde que sejam tomadas as devidas precauções.

1.3.2 Aterramento funcional (FE): Aterramento de um ponto (do sistema, da instalação ou do equipamento) destinado a outros fins que não a proteção contra choques elétricos. Em particular, no contexto da seção, o termo “funcional“ está associado ao uso do aterramento e da equipotencialização para fins de transmissão de sinais e de compatibilidade eletromagnética.

1.3.3 Aterramento do condutor neutro Quando a instalação for alimentada por concessionária de energia elétrica, o condutor neutro deve ser sempre aterrado na origem da instalação. Do ponto de vista da instalação, o aterramento do neutro na origem proporciona uma melhoria na equalização de potenciais que é essencial à segurança.

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1.3.4 Aterramento de proteção (PE): A proteção contra contatos indiretos proporcionada em parte pelo equipamento e em parte pela instalação é aquela tipicamente associada aos equipamentos classe I. Um equipamento classe I tem algo além da isolação básica: sua massa é provida de meios de aterramento, isto é, o equipamento vem com condutor de proteção (condutor PE, ou “fio terra”), incorporado ou não ao cordão de ligação ou então sua caixa de terminais inclui um terminal PE para aterramento. A instalação deve permitir ligar esse equipamento adequadamente, conectando-se o fio terra do equipamento ao PE da instalação, na tomada ou caixa de derivação – o que pressupõe uma instalação dotada de condutor PE, conforme norma NBR 5410:2004, garantindo que, em caso de falha na isolação desse equipamento, um dispositivo de proteção atue automaticamente, promovendo o desligamento do circuito.

Figura 1.20 - Aterramento de proteção

1.3.5 Aterramento combinado de proteção e funcional (PEN) Quando for exigido um aterramento por razões combinadas de proteção e funcionais, as prescrições relativas às medidas de proteção devem prevalecer.

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1.3.6 Esquemas de Ligação de Aterramento em Baixa Tensão

•

Esquema TN-S (O condutor neutro e o condutor de proteção são separados ao longo de toda a instalação).

Figura 1.21 - Esquema TN-S

•

Esquema TN-C-S (As funções de neutro e de condutor de proteção são combinadas em um único condutor em uma parte da instalação).

Figura 1.22 - Esquema TN-C-S

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•

Esquema TN-C (As funções de neutro e de condutor de proteção são combinadas em um único condutor ao longo de toda a instalação).

Figura 1.23 - Esquema TN-C

•

Esquema TT (Possui um ponto de alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a eletrodos de aterramento, eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da alimentação).

Figura 1.24 - Esquema TT

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•

Esquema IT (Não possui qualquer ponto da alimentação diretamente aterrado, estando aterradas as massas da instalação).

Figura 1.25 - Esquema IT

1.3.7 Esquemas de Ligação de Aterramento em Média Tensão Segundo a norma de média tensão, são considerados os esquemas de aterramento para sistemas trifásicos comumente utilizados, descritos a seguir, sendo os mesmos classificados conforme a seguinte simbologia:

•

Primeira letra – situação da alimentação em relação à terra:

T = um ponto de alimentação (geralmente o neutro) diretamente aterrado; I = isolação de todas as partes vivas em relação á terra ou aterramento de um ponto através de uma impedância.

•

Segunda letra – situação das massas da instalação elétrica em relação à terra:

T = massas diretamente aterradas, independentemente do aterramento eventual de ponto de alimentação; N = massas ligadas diretamente ao ponto de alimentação aterrado (em corrente alternada, o ponto aterrado é normalmente o neutro).

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•

Terceira letra - situação de ligação eventual com as massas do posto de alimentação:

R = as massas do ponto de alimentação estão ligadas simultaneamente ao aterramento do neutro da instalação e às massas da instalação; N = as massas do posto de alimentação estão ligadas diretamente ao aterramento do neutro da instalação, mas não estão ligadas às massas da instalação; S = as massas do posto de alimentação estão ligadas a um aterramento eletricamente separado daquele do neutro e daquele das massas da instalação.

1.3.8 Esquema TNR O esquema TNR possui um ponto da alimentação diretamente aterrado sendo as massas da instalação e do posto de alimentação ligadas a esse ponto através de condutores de proteção. Nesse esquema, toda corrente de falta direta fase - massa é uma corrente de curto-circuito.

Figura 1.26 - Esquema TNR

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1.3.9 Esquema TTN e TTS Os esquemas TTx possuem um ponto da alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a eletrodos de aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento do posto de alimentação. Nesse esquema, as correntes de falta direta fase – massa devem ser inferiores a uma corrente de curto – circuito, sendo, porém suficientes para provocar o surgimento de tensões de contato perigosas. São considerados dois tipos de esquemas, TTN e TTS, de acordo com a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção das massas do posto de alimentação a saber: a) esquema TTN, no qual o condutor neutro e o condutor de proteção das massas do posto de alimentação são ligados a um único eletrodo de aterramento; b) esquema TTS, no qual o condutor neutro e o condutor de proteção das massas do posto de alimentação são ligados a eletrodos de aterramento distintos.

Figura 1.27 - Esquema TTN e TTS

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1.3.10 Esquemas ITN, ITS e ITR Os esquemas ITx não possuem qualquer ponto da alimentação diretamente aterrado ou possuem um ponto da alimentação aterrado através de uma impedância, estando as massas da instalação ligadas a seus próprios eletrodos de aterramento. Nesse esquema, a corrente resultante de uma única falta fase – massa não deve ter intensidade suficiente para provocar o surgimento de tensões de contato perigosas. São considerados três tipos de esquemas, ITN, ITS e ITR, de acordo com a disposição do condutor neutro e dos condutores de proteção das massas da instalação e do posto de alimentação, a saber. a) Esquema ITN, no qual o condutor neutro e o condutor de proteção das massas do posto de alimentação são ligados a um único eletrodo de aterramento e as massas da instalação ligadas a um eletrodo distinto; b) Esquema ITS, no qual o condutor neutro, os condutores de proteção das massas do posto de alimentação e da instalação e da instalação são ligados a eletrodos de aterramento distintos; c) Esquema ITR, no qual o condutor neutro, os condutores de proteção das massas do posto de alimentação e da instalação são ligados a um único eletrodo de aterramento.

Figura 1.28 - Esquemas ITN, ITS e ITR

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BIBLIOGRAFIA SCHIMIDT, Walfredo. Equipamento Elétrico Industrial. Ed. Mestre Jou. São Paulo / SP. 2ª Edição. CREDER, Hélio. Instalações Elétricas. Ed. Ao Livro Técnico S/A. Rio de Janeiro / RJ. 3ª Edição. COTRIM, Ademaro Alberto Bittencourt. Manual de Instalações Elétricas. Ed. McGraw-Hill. São Paulo / SP. 2ª Edição. MARTIGNONI, FILHO,

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