Módulo I - Introdução a Projetos de Instalações Elétricas

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INSTITUTO FEDERAL DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA Campus Macaé

Curso: Engenharia Elétrica Disciplina: Projetos Prediais Noções Básicas de Instalações Elétricas de Baixa Tensão: Pontos de Iluminação, tomadas.

Primeiros Conceitos Tensão e Corrente Alternada Tensão e Corrente alternada são grandezas oscilatórias que crescem e decrescem de amplitude em relação ao tempo.

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Primeiros Conceitos Valor Eficaz Uma corrente que varia senoidalmente tem o seu valor eficaz igual ao seu valor máximo(Im ou Vm) multiplicado por 1/√2 ou por 0,707.

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Primeiros Conceitos Representação Fasorial Os valores de tensão e corrente alternados são representado na forma de fasores, onde o módulo é dado pelo valor eficaz e o ângulo depende da defasagem em relação a referência.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Os circuitos de corrente alternada apresentam 3 elementos distintos: 1.Elementos resistivos: dissipadores de potência, transformam energia elétrica em energia térmica, mecânica, etc; 2.Elementos Capacitivos: acumulam energia em forma de campo elétrica, a energia não é transformada em trabalho útil; 3.Elementos Indutivos: acumulam energia em forma de campo magnético, a energia não é transformada em trabalho útil.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Elementos resistivos: Não defasam corrente elétricas em relação a tensão.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Elementos Capacitivos: defasam corrente elétricas em relação a tensão adiantando a corrente em 90°.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Elementos Indutivos: defasam corrente elétricas em relação a tensão atrasando a corrente em 90°.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Em qualquer instalação alimentada por corrente alternada a energia elétrica pode ser decomposta em: 1.Energia ativa, medida em kWh, transformada em energia mecânica, térmica ou em outra modalidade. A potência ativa (kW) é representada normalmente pela letra P; 2.Energia reativa, medida em kVarh, necessária a excitação magnética dos equipamentos indutivos e elétrica de equipamentos capacitivos. A potência reativa (kvar) é representada normalmente pela letra Q.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada A potência aparente, medida em kVA, é normalmente representada pela letra S, sendo definida como o produto das correntes e tensões eficazes.

S=V ×I Onde: V→ Tensão eficaz de linha; I→ Corrente eficaz de linha. 10

Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Vetorialmente, a potência reativa (unidade típica: kvar) é representada com um defasamento de 90° em relação à potência ativa (unidade típica: kW), podendo estar atrasada (receptor de energia reativa) ou adiantada (fornecedor de energia reativa) .

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada O fator de potência, também conhecido pela designação “cos”, é o número que expressa, a cada instante, o cosseno do ângulo de defasagem entre a corrente e a tensão. Se o circuito for indutivo, consumidor de energia reativa, o fator de potência é dito em atraso; se o circuito for capacitivo, fornecedor de energia reativa, o fator de potência é dito em avanço.

Onde: Icosθ→componente ativa ou em fase da corrente; Isenθ→componente reativa ou em quadratura da corrente.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Logo as potência ativa e reativa podem ser calculadas da seguinte maneira: P=V L× I L ×cosθ Q=V L ×I L×sen θ

Como:

Temos:

S=V L× I L P=S×cosθ Q=S×sen θ 13

Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada O fator de potência pode ser expresso da seguinte maneira: P kW FP=cos θ = = S VA

Podemos concluir que o fator de potência representa a relação entre potência ativa e potência aparente.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Trifásicos Já vimos que as grandezas tensão e corrente (amperagem) são representadas por vetores que traduzem as suas variações ao longo do tempo. Assim, a figura abaixo apresenta o diagrama vetorial das tensões e correntes de um circuito trifásico.

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Primeiros Conceitos

Circuitos de Corrente Alternada Trifásicos Nos circuitos trifásicos, há dois tipos básicos de ligação, tanto para os geradores e transformadores como para as cargas: são as ligações em triângulo ou em estrela.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Trifásicos Na ligação em triângulo (ou delta) a associação dos enrolamentos tem um aspecto idêntico ao do triângulo.

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Primeiros Conceitos Circuitos de Corrente Alternada Trifásicos A ligação em Estrela é o outro tipo de ligação trifásica na qual se junta, em um único nó, um terminal de cada enrolamento.

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Primeiros Conceitos

Definições A potência aparente, medida em kVA, para potência trifásica segue a fórmula abaixo:

S= √ 3×V L ×I L (trifásico)

Onde: VL→ Tensão eficaz de linha; IL→ Corrente eficaz de linha.

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Sistema Elétrico de Potência

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Entrada de Energia Residencial A entrada de energia dos consumidores finais é denominada de ramal de entrada (aérea ou subterrânea). A ligação da rede de distribuição secundária ao consumidor (ramal) poderá ser feita por cabos subterrâneos ou aéreos. Níveis de tensão adotados: 220/127V 380/220V

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ABNT NBR 5410 - Instalações elétricas de baixa tensão

Esta Norma estabelece as condições a que devem satisfazer as instalações elétricas de baixa tensão, a fim de garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento adequado da instalação e a conservação dos bens.

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ABNT NBR 5410 - Instalações elétricas de baixa tensão 1.2.2 Esta Norma aplica-se: a) aos circuitos elétricos alimentados sob tensão nominal igual ou inferior a 1 000 V em corrente alternada, com frequências inferiores a 400 Hz, ou a 1 500 V em corrente contínua; b) aos circuitos elétricos, que não os internos aos equipamentos, funcionando sob uma tensão superior a 1 000 V e alimentados através de uma instalação de tensão igual ou inferior a 1 000 V em corrente alternada (por exemplo, circuitos de lâmpadas a descarga, precipitadores eletrostáticos etc.); c) a toda fiação e a toda linha elétrica que não sejam cobertas pelas normas relativas aos equipamentos de utilização; e d) às linhas elétricas fixas de sinal (com exceção dos circuitos internos dos equipamentos).

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ABNT NBR 5410 - Instalações elétricas de baixa tensão

1.3 Esta Norma não se aplica a: a) instalações de tração elétrica; b) instalações elétricas de veículos automotores; c) instalações elétricas de embarcações e aeronaves;

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NR10 – SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE

10.1.1 Esta Norma Regulamentadora - NR estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a implementação de medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente, interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade. 10.1.2 Esta NR se aplica às fases de geração, transmissão, distribuição e consumo, incluindo as etapas de projeto, construção, montagem, operação, manutenção das instalações elétricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas proximidades, observando-se as normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e, na ausência ou omissão destas, as normas internacionais cabíveis.

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NR10 – SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE

10.3.8 O projeto elétrico deve atender ao que dispõem as Normas Regulamentadoras de Saúde e Segurança no Trabalho, as regulamentações técnicas oficiais estabelecidas, e ser assinado por profissional legalmente habilitado.

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Projeto Elétrico

Projeto É a previsão escrita da instalação, com todos os seus detalhes, a localização dos pontos de utilização da energia elétrica, os comandos, o trajeto dos condutores, a divisão em circuitos, a seção dos condutores, os dispositivos de manobra, a carga de cada circuito, a carga total etc.

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Projeto Elétrico Projeto De um modo geral, o projeto compreende quatro partes: a) Memória — onde o projetista justifica e descreve a sua solução. b) Conjunto de plantas, esquemas e detalhes — onde deverão constar todos os elementos necessários à perfeita execução do projeto. c) Especificações — onde se descrevem as características técnicas do material a ser usado e as normas aplicáveis. d) Orçamento — onde são levantados a quantidade e o custo do material e da mão de obra.

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Projeto Elétrico

Projeto Para a execução do projeto de instalações, o projetista necessita de plantas e cortes de arquitetura, além de saber o fim a que se destina a instalação, os recursos disponíveis, a localização da rede mais próxima e quais as características elétricas da rede (aérea ou subterrânea, tensão entre fases ou fase-neutro etc.).

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Projeto Elétrico

Simbologia Para a execução do projeto de instalações, o projetista necessita de plantas e cortes de arquitetura, além de saber o fim a que se destina a instalação, os recursos disponíveis, a localização da rede mais próxima e quais as características elétricas da rede (aérea ou subterrânea, tensão entre fases ou fase-neutro etc.).

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Projeto Elétrico

Previsão da Carga de Iluminação e dos Pontos de Tomada A carga a se considerar para um equipamento de utilização é a sua potência nominal absorvida, dada pelo fabricante ou calculada a partir da tensão nominal, da corrente nominal e do fator de potência. Nos casos em que for dada a potência nominal fornecida pelo equipamento (potência da saída), e não a absorvida, devem ser considerados o rendimento e o fator de potência.

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Projeto Elétrico Divisão de Circuitos Os circuitos são divididos em normalmente em: 1. Circuitos de Iluminação; 2. Circuitos de tomadas de uso geral; 3. Circuitos de tomadas de uso específico.

Obs: em unidades residenciais, hotéis, motéis ou similares, são permitidos pontos de iluminação e tomadas em um mesmo circuito, de maneira a se evitar que os pontos de iluminação não sejam alimentados, em sua totalidade, por um só circuito, exceto nas cozinhas, copas e áreas de serviço, que devem constituir um ou mais circuitos independentes. 38

Conexões Pontos de Iluminação - Interruptores

No caso mais comum de instalações em locais de habitação (residências, hotéis, motéis e similares) e em locais (escritórios, lojas etc.) e institucionais (escolas, templos etc.), os circuitos de iluminação são monofásicos do tipo fase-neutro; e nesses casos, são usados interruptores unipolares.

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Conexões Interruptores – unipolares simples

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Conexões Interruptores – unipolares de várias seções

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Conexões Interruptores - Three-Way (S3w) ou Paralelo É usado em escadas ou dependências cujas luzes, pela extensão ou por comodidade, deseja-se apagar ou acender de pontos diferentes.

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Conexões Interruptores - Three-Way (S3w) ou Paralelo

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Conexões Interruptores - Four-Way (S4w) ou Intermediário Às vezes, há necessidade de se comandar a(s) lâmpada(s) em vários pontos diferentes. Então, lança-se mão de um sistema múltiplo, denominado four-way, porque são dois condutores de entrada e dois de saída.

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Conexões Interruptores Bipolares

Em alguns locais comerciais (supermercados, centros comerciais etc.) e na maioria das instalações industriais, os circuitos de iluminação são bifásicos (fase-fase); aí são usados interruptores bipolares.

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Conexões Interruptores Bipolares

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Conexões Tomadas

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Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410: Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro. 2008. CREDER, H. Instalações Elétricas. Rio de Janeiro: LTC, 2016, 16ª edição.

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