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Manual e Catálogo do Eletricista Guia prático para instalações residenciais Schneider Electric 1 Este documento foi oferecido por: Pertence a: Abertura.indd 1 9/19/08 11:05:35 AM 2 Abertura.indd 2 9/19/08 11:05:35 AM 3 Índice Geral Introdução Projetos Especificando Dispositivos de Proteção Esquemas de Ligação em Instalações Residenciais Produtos Diferenciados Distribuição Elétrica Controle e Comando de Potência Acabamentos Elétricos Automação Residencial IHC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Abertura.indd 3 9/19/08 11:05:36 AM 5 Índice de designações Descrição Referência Página A Automação Residencial Linha IHC 9/4 B Botoeiras Plásticas Linha XAL E Optimum 7/15 Botões e Sinalizadores Plásticos Linha Harmony XB7 7/12 C Campainha Eletrônica 2 tons 5/4 Chaves de Partida Linha LE1-E 7/11 Conjunto para Comando de Ventilador 5/5 Contatores Modulares CT 161•• 6/21 Contatores Modelo D Contatores, Chaves Reversoras LC1-D 7/7 Contatores Modelo K - Minicontatores, Minichaves Reversoras LC1-K 7/4 D Detector de Fumaça 8 A 220 Va 5/8 Detector de Gás GLP 8 A 220 Va 5/10 Detector de Gás Natural 8 A 220 Va 5/12 Detector de Inundação 8 A 220 Va 5/14 Detector de Monóxido de Carbono (CO) 8 A 220 Va 5/16 Disjuntores em Caixa Moldada Compact NB600/800N 6/33 Disjuntores em Caixa Moldada EasyPact EZC100N/H 6/32 Disjuntores em Caixa Moldada EasyPact EZC250N/H 6/32 Disjuntores em Caixa Moldada EasyPact EZC400N 6/33 Disjuntores Modulares C120N 183•• 6/6, 6/12 Disjuntores Modulares K32a K32a•••• 6/4, 6/8 Disjuntores Modulares K60 1116l/21••• 6/4, 6/9 Dispositivos de Proteção contra Surtos DPS 6/7, 6/16 Abertura.indd 5 9/19/08 11:05:36 AM 1/1 1 1/1 1_Intro-1.indd 1/1 9/19/08 11:07:44 AM 1/2 Introdução Os tipos de fornecimento de energia elétrica, seus limites e os valores de tensão podem ser diferentes, conforme a região Essas informações são obtidas com a companhia de eletricidade de sua cidade. Os exemplos citados a seguir são meramente ilustrativos e não devem ser utilizados como referência. Consulte sempre a companhia de eletricidade local antes de começar o projeto de sua instalação. 1_Intro-1.indd 1/2 9/19/08 11:07:44 AM 1/3 1 Índice Dicas de segurança 1/4 Valores de tensão 1/8 Tipos de fornecimento de energia elétrica 1/8 Padrão de entrada 1/9 Componentes típicos de entrada de energia elétrica 1/10 Esquemas de aterramento 1/11 1_Intro-1.indd 1/3 9/19/08 11:07:44 AM 1/6 Capítulo 1: Introdução Instalações elétricas ■ Faça periodicamente um exame completo na instalação elétrica, verifi cando o estado de conservação e limpeza de todos os componentes. Substitua peças defeituosas ou em más condições e verifi que o funcionamento dos circuitos. ■ Utilize sempre materiais de boa qualidade. ■ Acréscimos de carga (instalação de novos equipamentos elétricos) podem causar aquecimento excessivo dos fi os condutores e maior consumo de energia, resultando em curtos-circuitos e incêndios. Certifi que-se de que os cabos e todos os componentes do circuito suportem a nova carga. ■ Incêndios em aparelhos elétricos energizados ou em líquidos infl amáveis (óleos, graxas, vernizes, gases) devem ser combatidos com extintores de CO2 (gás carbônico) ou pó químico. ■ Incêndios em materiais de fácil combustão, como madeira, pano, papel, lixo, devem ser combatidos com extintores de água. ■ Em ligações bifásicas, o desequilíbrio de fase pode causar queima de fusíveis, aquecimento de fi os ou mau funcionamento dos equipamentos. Corrija o desequilíbrio transferindo alguns aparelhos da fase mais carregada para a menos carregada (ver item 4.2.5.6 da norma NBR5410). ■ As emendas de fi os devem ser bem feitas, para evitar que se aqueçam ou se soltem. Depois de emendá-los, proteja-os com fi ta isolante própria para fi os. ■ Evite condutores de má qualidade, pois eles prejudicam a passagem da corrente elétrica, superaquecem e provocam o envelhecimento acelerado da isolação. 1_Intro-1.indd 1/6 9/19/08 11:07:46 AM 1/7 1 ■ Confi ra, na placa de identifi cação do aparelho ou no manual de instrução a tensão e a potência dos eletrodomésticos a serem instalados. Quanto maior a potência do eletrodoméstico, maior o consumo de energia. ■ Fusíveis são dispositivos de proteção contra sobrecarga ou curto-circuito na instalação elétrica. Quando um fusível derreter ou fundir, desligue a chave e troque-o por um novo, de igual amperagem. ■ Não substitua fusíveis por moedas, arames, fi os de cobre ou qualquer outro objeto inadequado. Isso elimina o principal dispositivo de segurança contra a queima de equipamentos e lâmpadas. ■ É recomendada a troca de fusíveis por disjuntores termomagnéticos, que são mais seguros e não precisam de substituição em caso de anormalidade no circuito. ■ Não instale interruptor, fusível ou qualquer outro dispositivo no fi o neutro. ■ A fuga de corrente é semelhante a um vazamento de água: paga-se por uma energia desperdiçada. Ela pode acontecer por causa de emendas malfeitas, fi os desencapados ou devido à isolação desgastada, aparelhos defeituosos e consertos improvisados. Utilize interruptores diferenciais residuais (DR) para evitar este tipo de problema. Para maiores informações, consulte a norma NR 10 (Segurança em instalações e serviços em eletricidade). 1_Intro-1.indd 1/7 9/19/08 11:07:46 AM Capítulo 1: Introdução 1/8 Os valores de tensão dependem do tipo de ligação feita pela concessionária no transformador de distribuição secundária de média para baixa tensão. Estas são as possíveis ligações e suas respectivas tensões: Ligação em triângulo: tensão entre fase e neutro de 110 Va e entre fase e fase de 220 Va, Ligação em estrela: tensão entre fase e neutro de 127 Va e entre fase e fase de 220 Va. Valores de tensão Tipos de fornecimento de energia elétrica Monofásico: Feito a dois fi os: um fase e um neutro, com tensão de 110 Va, 127 Va ou 220 Va. Normalmente, é utilizado nos casos em que a potência ativa total da instalação é inferior a 12 kW. Bifásico: Feito a três fi os: duas fases e um neutro, com tensão de 110 ou 127 Va entre fase e neutro e de 220 Va entre fase e fase. Normalmente, é utilizado nos casos em que a potência ativa total da instalação é maior que 12 kW e inferior a 25 kW. É o mais utilizado em instalações residenciais. Trifásico: Feito a quatro fi os: três fases e um neutro, com tensão de 110 ou 127 Va entre fase e neutro e de 220 Va entre fase e fase. Normalmente, é utilizado nos casos em que a potência ativa total da instalação é maior que 25 kW e inferior a 75 kW, ou quando houver motores trifásicos ligados à instalação. 1_Intro-2.indd 1/8 9/19/08 11:09:33 AM 1 1/11 Conforme a norma NBR 5410, existem cinco tipos de esquemas de aterramento. São eles: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT e IT. Sua classifi cação é feita da seguinte maneira: A primeira letra indica a situação da alimentação em relação à terra: T = um ponto diretamente aterrado; I = todos os pontos de fase e neutro são isolados em relação à terra ou um dos pontos é isolado através de uma carga. A segunda letra indica a situação das massas da instalação elétrica em relação à terra: T = massas diretamente aterradas, independentemente do aterramento da alimentação; N = massas ligadas no ponto de alimentação aterrado (normalmente o ponto neutro). Outras letras (eventuais) indicam a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção: S = funções de neutro e de proteção asseguradas por condutores distintos; C = funções de neutro e de proteção combinadas em um único condutor (condutor PEN). Os esquemas mais utilizados em instalações residenciais são: TN-C, TN-C-S e TT, apresentados a seguir: Legenda: N - Condutor de neutro F - Condutor de fase R - Condutor de retorno PE - Condutor de proteção elétrica (terra) PEN - Condutor de neutro aterrado Esquemas de aterramento 1_Intro-2.indd 1/11 9/19/08 11:09:41 AM Capítulo 1: Introdução 1/12 Esquema TN-C Nos esquemas do tipo TN, um ponto da alimentação é diretamente aterrado, e as massas da instalação são ligadas a esse ponto através de condutores de proteção. No esquema TN-C, as funções de neutro e de proteção são combinadas no mesmo condutor (PEN). Esse tipo de esquema também é utilizado no aterramento da rede pública. Veja esquema na página seguinte. Esquema TN-C-S No esquema TN-C-S as funções de neutro e de proteção também são combinadas em um mesmo condutor (PEN), porém este se divide em um condutor de neutro e outro de proteção (PE/terra) no circuito onde são ligadas as massas. Veja esquema na pág. 1/14. Esquema TT O esquema TT possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, e as massas da instalação são ligadas a eletrodos de aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da alimentação. Veja esquema na pág. 1/15. 1_Intro-2.indd 1/12 9/19/08 11:09:41 AM 1 1/13 Esquema TN-C Atenção: de acordo com o item 5.1.2.2.4.2 da norma NBR 5410, no esquema TN-C não podem ser utilizados dispositivos DR para seccionamento automático, para melhor proteção contra choques elétricos. 1_Intro-2.indd 1/13 9/19/08 11:09:41 AM 2/1 2 2/1 2_Projetos.indd 2/1 9/19/08 11:15:13 AM 2/2 Projetos Alguns conceitos básicos sobre tensão, corrente e potência elétrica são necessários para determinarmos o valor da corrente de projeto. 2_Projetos.indd 2/2 9/19/08 11:15:13 AM 2/3 2 Índice Tensão, corrente elétrica e resistência 2/4 Potência elétrica 2/5 Fator de potência 2/7 Previsão de cargas 2/8 Cálculo da corrente dos circuitos terminais 2/21 Dimensionamento dos condutores 2/27 Dimensionamento dos eletrodutos 2/35 2_Projetos.indd 2/3 9/19/08 11:15:13 AM 2/6 Capítulo 2: Projetos 1. Potência ativa, que é a parcela da potência aparente efetivamente transformada em potência mecânica, potência térmica e potência luminosa e cuja unidade de medida é o watt (W). Potência elétrica (cont.) 2. Potência reativa, que é a parcela da potência aparente transformada em campo magnético, necessário ao acionamento de dispositivos como motores, transformadores e reatores e cuja unidade de medida é o volt-ampère reativo (VAR): Nos projetos de instalações elétricas residenciais, os cálculos efetuados são baseados na potência aparente e na potência ativa. Portanto, é importante conhecer a relação entre elas para se entender o que é fator de potência. Potência Potência Potência mecânica térmica luminosa Motores Transformadores Reatores 2_Projetos.indd 2/6 9/19/08 11:15:14 AM 2/7 2 Como vimos anteriormente, a potência ativa representa a parcela da potência aparente que é transformada em potência mecânica, térmica e luminosa. A essa parcela dá- se o nome de fator de potência. Fator de potência Em projetos de instalações residenciais, aplicam-se os seguintes valores de fator de potência para saber quanto da potência aparente foi transformado em potência ativa: Quadro 1: Fator de potência Exemplo 1: - Potência aparente de pontos de tomada e circuitos independentes = 8.000 VA - Fator de potência utilizado = 0,80 - Potência ativa de pontos de tomada e circuitos independentes = 8.000 VA x 0,80 = 6.400 W Exemplo 2: - Potência ativa do circuito de distribuição = 9.500 W - Fator de potência utilizado = 0,95 - Potência aparente do circuito de distribuição = 9.500 W ÷ 0,95 = 10.000 VA Potência Aparente = Potência Ativa + Potência Reativa Potência Ativa = Fator de Potência x Potência Aparente (mecânica/luminosa/térmica) 1,00 - para iluminação incandescente 0,95 - para o circuito de distribuição 0,80 - para pontos de tomada e circuitos independentes 2_Projetos.indd 2/7 9/19/08 11:15:17 AM 2/8 Capítulo 2: Projetos Para determinar a potência total prevista para a instalação elétrica, é preciso realizar a previsão de cargas. E isso se faz com o levantamento das potências (cargas) de iluminação e de tomadas a serem instaladas. Para exemplifi car o cálculo de uma instalação elétrica, utilizaremos a Residência-modelo a seguir. Residência-modelo Previsão de cargas Veja a seguir as recomendações da norma brasileira que devem ser consideradas para esta instalação. 2_Projetos.indd 2/8 9/19/08 11:15:18 AM 2/11 2 Condições para estabelecer a quantidade mínima de pontos de tomada: Tabela 1. Recomendações da norma NBR 5410 para o levantamento da carga de pontos de tomada e circuitos independentes Local Área (m2) Quantidade mínima Potência mínima (VA) Observações Banheiros (local com banheira e/ou chuveiro) Qualquer 1 junto ao lavatório 600 A uma distância de no mínimo 60 cm da banheira ou do box (veja pág. 2/9). Se houver mais de uma tomada, a potência mínima será de 600 VA por tomada. Cozinha, copa, copa-cozinha, área de serviço, lavanderia e locais similares Qualquer 1 para cada 3,5 m, ou fração de perímetro 600 VA por ponto de tomada, até 3 pontos, e 100 VA por ponto adicional Acima de cada bancada deve haver no mínimo dois pontos de tomada de corrente, no mesmo ponto ou em pontos distintos. Varanda Qualquer 1 100 Admite-se que o ponto de tomada não seja instalado na própria varanda, mas próximo ao seu acesso, quando, por causa da construção, ela não comportar ponto de tomada. Salas e dormitórios Qualquer 1 para cada 5 m, ou fração de perímetro, espaçadas tão uniformemente quanto possível 100 No caso de salas de estar, é possível que um ponto de tomada seja usado para alimentação de mais de um equipamento. Por isso, é recomendável equipá-las com a quantidade de tomadas necessárias. Demais dependências Qualquer 1 ponto de tomada para cada 5 m, ou fração de perímetro, se a área da dependência for superior a 6 m2, devendo esses pontos ser espaçados tão uniformemente quanto possível 100 Quando a área do cômodo ou da dependência só for igual ou inferior a 2,25 m2, admite-se que esse ponto seja posicionado externamente ao cômodo ou à dependência, no máximo a 80 cm da porta de acesso. 2_Projetos.indd 2/11 9/19/08 11:15:19 AM 2/12 Capítulo 2: Projetos - A quantidade de circuitos independentes é estabelecida de acordo com o número de aparelhos com corrente nominal superior a 10 A; - Os circuitos independentes são destinados à ligação de equipamentos fi xos, como chuveiro, torneira elétrica e secadora de roupas. Condições para estabelecer a quantidade de circuitos independentes Chuveiro Torneira elétrica Secadora de roupas A potência nominal do equipamento a ser alimentado deve ser atribuída ao circuito. Aparelhos Potências nominais típicas (de entrada) Aquecedor de água central (boiler) 50 a 100 litros 1.000 W 150 a 200 litros 1.250 W 250 litros 1.500 W 300 a 350 litros 2.000 W 400 litros 2.500 W Aquecedor de água de passagem 4.000 a 8.000 W Aquecedor de ambiente (portátil) 500 a 1.500 W Aspirador de pó (tipo residencial) 500 a 1.000 W Barbeador 8 a 12 W Batedeira 100 a 300 W Cafeteira 1.000 W Caixa registradora 100 W Centrífuga 150 a 300 W Churrasqueira 3.000 W Chuveiro 2.500 a 7.500 W Condicionador de ar central 8.000 W Tabela 2 – Potências mais comuns 2_Projetos.indd 2/12 9/19/08 11:15:19 AM 2/13 2 Aparelhos Potências nominais típicas (de entrada) Condicionador de ar tipo janela 7.100 BTU/h 900 W 8.500 BTU/h 1.300 W 10.000 BTU/h 1.400 W 12.000 BTU/h 1.600 W 14.000 BTU/h 1.900 W 18.000 BTU/h 2.600 W 21.000 BTU/h 2.800 W 30.000 BTU/h 3.600 W Congelador (freezer) residencial 350 a 500 VA Copiadora tipo xerox 1.500 a 6.500 VA Cortador de grama 800 a 1.500 W Distribuidor de ar (fan coil) 250 W Ebulidor 2.000 W Esterilizador 200 W Exaustor de ar para cozinha (tipo residencial) 300 a 500 VA Ferro de passar roupa 800 a 1.650 W Fogão (tipo residencial), por boca 2.500 W Forno (tipo residencial) 4.500 W Forno de microondas (tipo residencial) 1.200 VA Geladeira (tipo residencial) 150 a 500 VA Grelha 1.200 W Lavadora de pratos (tipo residencial) 1.200 a 2.800 VA Lavadora de roupas (tipo residencial) 770 VA Liquidifi cador 270 W Máquina de costura (doméstica) 60 a 150 W Microcomputador 200 a 300 VA Projetor de slides 250 W Retroprojetor 1.200 W Secador de cabelo (doméstico) 500 a 1.200 W Secadora de roupas (tipo residencial) 2.500 a 6.000 W Televisor 75 a 300 W Torneira 2.800 a 4.500 W Torradeira (tipo residencial) 500 a 1.200 W Triturador de lixo (de pia) 300 W Ventilador (circulador de ar) portátil 60 a 100 W Ventilador (circulador de ar) de pé 300 W Observação: As potências listadas nesta tabela podem ser diferentes das potências nominais dos aparelhos a ser realmente utilizados. Verifi que sempre os valores informados pelo fabricante. 2_Projetos.indd 2/13 9/19/08 11:15:21 AM 2/16 Capítulo 2: Projetos Divisão dos circuitos da instalação A instalação elétrica de uma residência deve ser dividida em circuitos terminais. Isso facilita a manutenção e reduz a interferência entre pontos de luz e tomada de diferentes áreas. Conforme as recomendações da norma NBR 5410, a previsão dos circuitos terminais deve ser feita da seguinte maneira: - os circuitos de iluminação devem ser separados dos circuitos de pontos de tomadas e dos circuitos independentes (4.2.5.5); - todos os pontos de tomada de cozinhas, copas, copas- cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais semelhantes devem ser atendidos por circuitos exclusivos (9.5.3.2); - todo ponto de utilização previsto para alimentar equipamento com corrente nominal superior a 10 A, de modo exclusivo ou ocasional, deve constituir um circuito independente. Além desses critérios, o projetista precisa considerar também as difi culdades referentes à execução da instalação. Tensão dos circuitos da Residência-modelo (planta na pág. 2/8) Como o tipo de fornecimento utilizado nesse exemplo é bifásico, ou seja, existem duas fases e um neutro alimentando o quadro de distribuição, a tensão entre os circuitos foi distribuída da seguinte forma: - os circuitos de iluminação e de pontos de tomada serão ligados na menor tensão (127 Va), entre fase e neutro; - os circuitos independentes serão ligados na maior tensão (220 Va), entre fase e fase. Assim a corrente que passará por eles será menor; - quando o circuito de distribuição for bifásico ou trifásico, deve-se considerar sempre a maior tensão (fase-fase). No exemplo, a tensão é de 220 Va. Atenção: os circuitos de 127 Va não devem ser ligados em uma única fase, mas distribuídos entre elas da forma mais balanceada possível. 2_Projetos.indd 2/16 9/19/08 11:15:21 AM 2/17 2 Cálculo das correntes Agora vamos calcular as correntes Ic (corrente calculada) e Ib (corrente de projeto) do circuito de distribuição e dos circuitos terminais, para que, mais adiante, possamos dimensionar as seções (bitolas) dos fi os ou dos cabos. Por que calcular Ic e Ib? Quando vários fi os são agrupados em um mesmo eletroduto, eles se aquecem, e o risco de um curto-circuito ou princípio de incêndio aumenta. Para que isso não ocorra, é necessário utilizar fi os ou cabos de maior seção (bitola), para diminuir os efeitos desse aquecimento. Então a corrente Ic é corrigida através do fator de agrupamento (f), resultando em uma corrente maior Ib, que é utilizada para determinar a seção (bitola) dos condutores. Onde: Cálculo da corrente do circuito de distribuição Primeiro passo: some os valores das potências ativas de iluminação e dos pontos de tomada (veja pág. 2/21). O resultado é a potência instalada. Segundo passo: os 5.300 W de potência instalada seriam consumidos apenas se todos os circuitos funcionassem ao mesmo tempo com a carga máxima para a qual foram projetados. Como na prática isso não ocorre, multiplique a potência instalada pelo fator de demanda correspondente para encontrar a demanda máxima, ou seja, a máxima potência que realmente será utilizada simultaneamente. Ic = Potência aparente do circuito Tensão nominal Ib = Ic Fator de agrupamento 900 W + 4.400 W = 5.300 W 2_Projetos.indd 2/17 9/19/08 11:15:21 AM 2/18 Capítulo 2: Projetos Tabela 4 - Fator de demanda para iluminação e pontos de tomada Potência instalada (W) Fator de demanda 0 a 1.000 0,86 1.001 a 2.000 0,75 2.001 a 3.000 0,66 3.001 a 4.000 0,59 4.001 a 5.000 0,52 5.001 a 6.000 0,45 6.001 a 7.000 0,40 7.001 a 8.000 0,35 8.001 a 9.000 0,31 9.001 a 10.000 0,27 Acima de 10.000 0,24 Como os 5.300 W de potência instalada estão na faixa entre 5.001 e 6.000 W, o fator de demanda a ser utilizado é 0,45. Terceiro passo: em seguida, some as potências instaladas dos circuitos independentes – no nosso exemplo, são os circuitos para o chuveiro e a torneira elétrica – e multiplique o resultado pelo fator de demanda correspondente. O fator de demanda dos circuitos independentes é obtido em função do número de circuitos previstos no projeto. Tabela 5 - Fator de demanda para circuitos independentes Nº de circuitos Fator de demanda 01 1,00 02 1,00 03 0,84 04 0,76 05 0,70 06 0,65 07 0,60 08 0,57 09 0,54 10 0,52 11 0,49 5.300 W x 0,45 = 2.400 W (Demanda máx. dos circuitos de iluminação e de pontos de tomada) 2_Projetos.indd 2/18 9/19/08 11:15:21 AM 2/21 2 Cálculo da corrente dos circuitos terminais Obedecendo aos critérios estabelecidos pela norma NBR 5410 na Residência-modelo, o projeto deve possuir, no mínimo, quatro circuitos terminais: - um para iluminação; - um para os pontos de tomada; - dois para os circuitos independentes (chuveiro e torneira elétrica). Circuitos de iluminação: optou-se por dividir as cargas de iluminação em dois circuitos, mesmo sendo pequena a potência de cada um, pois, em caso de defeito ou manutenção, não é necessário desligar toda a iluminação. Circuitos de pontos de tomada: optou-se por dividir as cargas dos pontos de tomadas em três circuitos, para não misturar no mesmo circuito os pontos de tomada da cozinha, da área de serviço, do corredor e do banheiro com os pontos de tomada da sala e do dormitório, conforme a recomendação 9.5.3.2 da norma NBR 5410. Primeiro passo: monte a tabela de divisão dos circuitos. Tabela 6 – Divisão dos circuitos Os circuitos foram divididos desta maneira, seguindo os critérios já citados anteriormente. No caso de um projeto real, pode-se optar por uma quantidade menor de circuitos conforme a necessidade. Atenção: os valores de tensão utilizados podem ser diferentes conforme a região e seu sistema de distribuição. Neste exemplo foram utilizados o sistema bifásico em estrela com tensão entre fase e neutro de 127 Va, e fase e fase de 220 Va. Circuito Tensão Locais Nº Tipo 1 Iluminação social 127 Va Sala, dormitório, corredor e banheiro 2 Iluminação serviço 127 Va Cozinha e área de serviço 3 Pontos de tomada 127 Va Cozinha 4 Pontos de tomada 127 Va Área de serviço, corredor e banheiro 5 Pontos de tomada 127 Va Sala e dormitório 6 Circuitos independentes 220 Va Torneira elétrica 7 Circuitos independentes 220 Va Chuveiro Distribuição 220 Va Circuito entre o quadro de distribuição e o quadro do medidor. 2_Projetos.indd 2/21 9/19/08 11:15:23 AM 2/22 Capítulo 2: Projetos Segundo passo: calcule a potência total de cada circuito com os valores calculados na tabela 3B, na pág. 2/14: Tabela 7 – Potências e correntes calculadas dos circuitos (Ic) Circuito Nº Tensão (Va) Locais Potência Tensão (Va) Corrente Ic calculada Ic = P U Qde x Pot. Total (VA) (VA) 1 Iluminação Social 127 Sala Dormitório Corredor Banheiro 1 x 220 640 127 5A 1 x 220 1 x 100 1 x 100 2 Iluminação Serviço 127 Cozinha Área de serviço 1 x 160 260 127 2A 1 x 100 3 Pontos de Tomada 127 Cozinha 3 x 600 1.900 127 15A 1 x 100 4 Pontos de Tomada 127 Área de serviço Corredor Banheiro 3 x 600 2.800 127 22A 1 x 100 3 x 100 1 x 600 5 Pontos de Tomada 127 Sala Dormitório 4 x 100 800 127 6A 4 x 100 6 Circuitos Independentes 220 Torneira elétrica 1 x 3.500 3.500 220 16A 7 Circuitos Independentes 220 Chuveiro 1 x 4.400 4.400 220 20A Circuito de distribuição 220 Circuito entre o quadro de distribuição e o quadro do medidor 10.843 (cálculo na pág. 2/19) 220 50A Atenção: as potências aparentes do chuveiro e da torneira podem ser consideradas iguais às suas respectivas potências ativas. Como as lâmpadas incandescentes, elas possuem apenas carga resistiva, e, portanto, o fator de potência utilizado é igual a 1,00. Com as correntes calculadas (Ic) de todos os circuitos, devemos encontrar os fatores de agrupamento de cada um deles. O fator de agrupamento de um circuito é encontrado em função do maior número de circuitos que estão agrupados em um mesmo eletroduto. Vamos encontrar, por exemplo, o fator de agrupamento do circuito 1 (circuito de iluminação de sala, dormitório, corredor e banheiro): 2_Projetos.indd 2/22 9/19/08 11:15:24 AM 2/23 2 Exemplo da instalação dos eletrodutos. Figura A 2_Projetos.indd 2/23 9/19/08 11:15:24 AM 2/26 Capítulo 2: Projetos Circuito Corrente calculada Ic (A) Maior nº de circuitos agrupados Fator de agrupamento (f) Corrente de projeto Ib (A) 1 5 4 0,65 8 2 2 4 0,65 3 3 15 3 0,70 21 4 22 4 0,65 34 5 6 4 0,65 9 6 16 3 0,70 23 7 20 3 0,70 29 Distribuição 50 1 1,00 50 Ib = Ic Ib = 5 A = 8 A f 0,65 Repita o mesmo processo nos demais circuitos a fi m de encontrar suas respectivas correntes corrigidas: Tabela 10 – Corrente de projeto Atenção: conhecendo a corrente de projeto (Ib) de todos os circuitos terminais e de distribuição, pode-se determinar o dimensionamento adequado dos fi os e dos cabos para cada um deles. 2_Projetos.indd 2/26 9/19/08 11:15:27 AM 2/27 2 Dimensionamento dos condutores Para encontrar a bitola correta do fi o ou do cabo a serem utilizados em cada circuito, utilizaremos a tabela 11 (baseada na tabela de tipos de linhas elétricas da norma NBR 5410), onde encontramos o método de referência das principais formas de se instalar fi os e cabos em uma residência. Em nosso exemplo do circuito 1, supondo que o teto seja de laje e que os eletrodutos serão embutidos nela, podemos utilizar “condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria”. É o segundo esquema na tabela. Seu método de referência é B1. Se em vez de laje o teto fosse um forro de madeira ou gesso, utilizaríamos o quarto esquema, e o método de referência mudaria. Tabela 11 – Tipos de linhas elétricas Método de referência* Esquema ilustrativo Descrição B1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção não-circular sobre parede B1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 0,3 vez o diâmetro do eletroduto B1 ou B2* Condutores isolados em eletroduto de seção circular em espaço de construção D Cabo multipolar em eletroduto (de seção circular ou não) ou em canaleta não-ventilada enterrado(a) Cabos unipolares em eletroduto (de seção não-circular ou não) ou em canaleta não-ventilada enterrado(a) Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente enterrado(s) com proteção mecânica adicional * Se a altura (h) do espaço for entre 1,5 e 20 vezes maior que o diâmetro (D) do(s) eletroduto(s) que passa(m) por ele, o método adotado deve ser B2. Se a altura (h) for maior que 20 vezes, o método adotado deve ser B1. 2_Projetos.indd 2/27 9/19/08 11:15:27 AM 2/28 Capítulo 2: Projetos Após determinar o método de referência, escolhe-se a bitola do cabo ou do fi o que serão utilizados na instalação a partir da tabela 12. A quantidade de condutores carregados no circuito (fases e neutro) também infl uencia a escolha. No exemplo do circuito 1, há dois condutores carregados (uma fase e um neutro). Conforme a tabela 10, sua corrente corrigida Ib é 8A, e o método de referência que devemos utilizar é B1. Portanto, de acordo com a tabela 12, a seguir, a seção (bitola) mínima do condutor deve ser 0,5 mm2 . 2_Projetos.indd 2/28 9/19/08 11:15:27 AM 2/31 2 Tabela 14 - Seções mínimas dos condutores segundo sua utilização Então, a seção mínima de todos os circuitos será: Tabela 15 - Seções mínimas dos circuitos da Residência-modelo Nos casos em que o quadro de distribuição, ou do medidor, fi cam distantes da casa, deve-se levar em conta o comprimento máximo do condutor em função da queda de tensão. Por exemplo, se o quadro do medidor da casa utilizado em nosso projeto estiver distante 60 m do quadro de distribuição, deve-se consultar a tabela 16, baseada na norma NBR 6148: Tipo de circuito Seção mínima (mm2) Iluminação 1,5 Força (pontos de tomada, circuitos independentes e distribuição). 2,5 Circuito Tipo Seção mínima (mm2) 1 Iluminação 1,5 2 Iluminação 1,5 3 Força 2,5 4 Força 6,0 5 Força 2,5 6 Força 2,5 7 Força 4,0 Distribuição Força 10,0 2_Projetos.indd 2/31 9/19/08 11:15:27 AM 2/32 Capítulo 2: Projetos Tabela 16 - Comprimento máximo dos circuitos NBR 6148 ABNT Seção nominal (mm2) Capacidade de condução de corrente (A) Comprimento máximo do circuito em função da queda de tensão (m) Eletroduto não-metálico Eletroduto metálico 127 Va 220 Va 127 Va 220 Va 1,5 15,5 8 m 14 m 7 m 12 m 2,5 21 10 m 17 m 9 m 15 m 4 28 12 m 20 m 10 m 17 m 6 36 13 m 23 m 12 m 21 m 10 50 32 m 56 m 29 m 50 m 16 68 37 m 64 m 33 m 57 m 25 89 47 m 81 m 38 m 66 m 35 111 47 m 81 m 41 m 71 m 50 134 50 m 86 m 44 m 76 m 70 171 54 m 94 m 46 m 80 m 95 207 57 m 99 m 49 m 85 m 120 239 59 m 102 m 51 m 88 m 150 275 60 m 103 m 50 m 86 m 185 314 60 m 104 m 51 m 88 m 240 369 60 m 104 m 47 m 82 m 300 420 58 m 100 m 45 m 78 m Observação: os comprimentos máximos indicados foram calculados considerando-se circuitos trifásicos com carga concentrada na extremidade, corrente igual à capacidade de condução respectiva, com fator de potência 0,8 e quedas de tensão máximas de 2% nas seções de 1,5 a 6 mm2, inclusive, e de 4% nas demais seções (pior situação possível). De acordo com a tabela 16, o comprimento máximo de um condutor de 10 mm2 é de 56 m. Portanto, se o quadro do medidor estiver a 60m do quadro de distribuição, como na Residência-modelo, haverá uma queda de tensão signifi cativa na entrada do quadro de distribuição. A solução nesse caso é utilizar um condutor de seção maior, que na mesma situação possa conduzir sem queda de tensão. Pela tabela, esse condutor deve ter 16 mm2 ou mais. 2_Projetos.indd 2/32 9/19/08 11:15:28 AM 2/33 2 Atenção: outros fatores importantes a serem considerados durante a realização do projeto são as temperaturas máximas de serviço contínuo, o limite de sobrecarga e o limite de curto-circuito dos condutores. Em um projeto de instalação elétrica, a temperatura de um condutor durante períodos prolongados de funcionamento normal nunca deve ultrapassar o limite recomendado pela norma. A seguir, os limites de temperatura do tipo mais comum de condutor utilizado. Caso seu projeto não se enquadre nesses limites, consulte a norma NBR 5410. Tabela 17 - Limites de temperatura do condutor mais comum Tipo de isolação Temperatura máxima de serviço contínuo °C Temperatura limite de sobrecarga °C Temperatura limite de curto-circuito °C PVC com seção até 300 mm2 70 100 160 Condutores de neutro e de proteção Normalmente, em uma instalação todos os condutores de um mesmo circuito têm a mesma seção (bitola), porém a norma NBR 5410 permite a utilização de condutores de neutro e de proteção com seção menor que a obtida no dimensionamento nas seguintes situações: Condutor de neutro: em circuitos trifásicos em que a seção obtida no dimensionamento seja igual ou maior que 35 mm2, a seção do condutor de neutro poderá ser como na tabela 18: Tabela 18 - Seções mínimas do condutor de neutro (N) Seção dos condutores (mm2) Seção do neutro (mm2) 35 25 50 25 70 35 95 5 2_Projetos.indd 2/33 9/19/08 11:15:28 AM 3/1 3 3/1 3_Disp. protec a o.indd 3/1 9/19/08 11:23:13 AM 3/2 Especificando Dispositivos de Proteção Protegem a instalação contra possíveis acidentes decorrentes de falhas nos circuitos, desligando-os assim que a falha é detectada. Existem três tipos de dispositivo de proteção: o disjuntor, o dispositivo DR (diferencial residual) e o DPS (dispositivo de proteção contra surtos). 3_Disp. protec a o.indd 3/2 9/19/08 11:23:13 AM 3/3 3 Índice Principais falhas encontradas nas instalações 3/4 DPS - Dispositivo de Proteção contra Surtos 3/5 Disjuntor 3/6 Dispositivos DR - Diferencial Residual 3/6 Proteção de um circuito passo a passo 3/9 Dicas 3/17 Exemplos de instalação 3/20 3_Disp. protec a o.indd 3/3 9/19/08 11:23:13 AM 3/6 Capítulo 3: Especificando Dispositivos de Proteção O disjuntor protege os fi os e os cabos do circuito. Quando ocorre uma sobrecorrente provocada por uma sobrecarga ou um curto-circuito, o disjuntor é desligado automaticamente. Ele também pode ser desligado manualmente para a realização de um serviço de manutenção. Disjuntor O dispositivo DR protege as pessoas e os animais contra os efeitos do choque elétrico por contato direto ou indireto (causado por fuga de corrente). Dispositivos DR - Diferencial Residual 3_Disp. protec a o.indd 3/6 9/19/08 11:23:14 AM 3/7 3 Em condições normais, a corrente que entra no circuito é igual à que sai. Quando acontece uma falha no circuito, gerando fuga de corrente, a corrente de saída é menor que a corrente de entrada, pois uma parte dela se perdeu na falha de isolação. O dispositivo DR é capaz de detectar qualquer fuga de corrente. Quando isso ocorre, o circuito é automaticamente desligado. Como o desligamento é instantâneo, a pessoa não sofre nenhum problema físico grave decorrente do choque elétrico, como parada respiratória, parada cardíaca ou queimadura. O dispositivo DR (diferencial residual) não dispensa o disjuntor. Os dois devem ser ligados em série, pois cada um tem sua função. A norma NBR 5410 recomenda o uso do dispositivo DR (diferencial residual) em todos os circuitos, principalmente nas áreas frias e úmidas ou sujeitas à umidade, como cozinhas, banheiros, áreas de serviço e áreas externas (piscinas, jardins). Assim como o disjuntor, ele também pode ser desligado manualmente se necessário. Contato direto A pessoa toca um condutor eletricamente carregado que está funcionando normalmente. Contato indireto A pessoa toca algo que normalmente não conduz eletricidade, mas que se transformou em um condutor acidentalmente (por exemplo, devido a uma falha no isolamento). 3_Disp. protec a o.indd 3/7 9/19/08 11:23:15 AM 3/8 Capítulo 3: Especificando Dispositivos de Proteção De acordo com o item 5.1.3.2.2 da norma NBR 5410, o dispositivo DR é obrigatório desde 1997 nos seguintes casos: 1. Em circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais que contenham chuveiro ou banheira. 2. Em circuitos que alimentam tomadas situadas em áreas externas à edifi cação. 3. Em circuitos que alimentam tomadas situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos na área externa. 4. Em circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em cozinhas, copas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências internas normalmente molhadas ou sujeitas a lavagens. Observações: - a exigência de proteção adicional por dispositivo DR de alta sensibilidade se aplica às tomadas de corrente nominal de até 32 A; - quanto ao item 4, admite-se a exclusão dos pontos que alimentem aparelhos de iluminação posicionados a pelo menos 2,50 m do chão; - o dispositivo DR pode ser utilizado por ponto, por circuito ou por grupo de circuitos. Casos em que o dispositivo DR é obrigatório 3_Disp. protec a o.indd 3/8 9/19/08 11:23:17 AM 3/11 3 Exemplo de um circuito de chuveiro 3_Disp. protec a o.indd 3/11 9/19/08 11:23:18 AM 3/12 Capítulo 3: Especificando Dispositivos de Proteção 2. Circuito de pontos de tomada Determine a corrente do circuito a ser protegido Neste caso será utilizado o circuito 4 da Residência-modelo, com quatro pontos de tomada de 600 VA e quatro pontos de 100 VA cada, totalizando 2.800 VA de potência instalada (ver tabelas 6 e 7, págs. 2/21 e 2/22). P = Potência do aparelho = 2.800 W V = Tensão da rede elétrica = 127 Va Ic = Corrente calculada do circuito a ser protegido Ib = Corrente corrigida do circuito a ser protegido (corrente de projeto) f = Fator de agrupamento de circuitos = 0,65 (veja tabela 10, pág. 2/26) Acerte na escolha do fi o A corrente máxima (Iz) do condutor deve ser maior ou igual à corrente Ib do circuito. Tabela 23 - Capacidade de condução de corrente * Valores obtidos com base na tabela da norma NBR 5410 (veja tabela 12, pág. 2/29). Para nosso exemplo, onde Ib = 34 A, utilizar fi o com secção de 6 mm2, cuja corrente máxima Iz = 41 A. Seção (mm2) Corrente máxima Iz (A) 0,50 9,0* 0,75 11,0* 1,0 14,0* 1,5 17,5* 2,5 24,0* 4 32,0* 6 41,0* 10 57,0* 16 76,0* 25 101,0* 35 125,0* 50 151,0* 70 192,0* Proteção de um circuito passo a passo (cont.) Ic = P Ic = 2.800 W = 22 A V 127 Va Ib = Ic Ib = 22 A = 34 A f 0,65 3_Disp. protec a o.indd 3/12 9/19/08 11:23:18 AM 3/13 3 Acerte na escolha do dispositivo DR A corrente nominal (In) do dispositivo DR deve ser maior ou igual à corrente do disjuntor. Tabela 24 - Compatibilidade entre dispositivo DR e disjuntor Corrente nominal (In) do disjuntor Corrente nominal do dispositivo DR 10 A 25 A 16 A Disjuntor e dispositivo DR ideais para o exemplo 20 A 25 A 32 A 40 A 40 A 50 A 63 A 63 A Atenção: a norma NBR 5410 não permite a utilização de fi o menor que 2,5 mm2 em circuito de tomadas. A corrente nominal (In) do disjuntor deve ser maior ou igual à corrente do circuito a ser protegido (Ib). Então: Acerte na escolha do disjuntor In ≥ Ib  In ≥ 34 A A corrente nominal do disjuntor deve estar entre 34 A e 41 A. 34 A ≤ In ≤ 41 APortanto: 3_Disp. protec a o.indd 3/13 9/19/08 11:23:19 AM 3/16 Capítulo 3: Especificando Dispositivos de Proteção A corrente nominal (In) do disjuntor deve ser maior ou igual à corrente do circuito a ser protegido (Ib). Então: Acerte na escolha do disjuntor In ≥ Ib  In ≥ 8 A A corrente nominal do disjuntor deve estar entre 8 A e 17,5 A. 8 A ≤ In ≤ 17,5 APortanto: Proteção de um circuito passo a passo (cont.) Exemplo de um circuito de iluminação 3_Disp. protec a o.indd 3/16 9/19/08 11:23:20 AM 3/17 3 Acerte na escolha do dispositivo DR A corrente nominal (In) do dispositivo DR deve ser maior ou igual à corrente do disjuntor. Tabela 26 - Compatibilidade entre dispositivo DR e disjuntor Corrente nominal (In) do disjuntor Corrente nominal do dispositivo DR Disjuntor e dispositivo DR ideais para o exemplo 10 A 16 A 25 A 20 A 25 A 32 A 40 A 40 A 50 A 63 A 63 A Dicas Instalação: O fi o terra não pode ser ligado no dispositivo DR. Instalação com dispositivo Instalação com dispositivo DR DR em 127 Va em 220 Va (entre fase e fase) O dispositivo DR possui um botão de teste para que o usuário verifi que se o dispositivo está funcionando corretamente. Fazer teste mensal após instalado O funcionamento do botão de teste é garantido a partir de 100 Va, sendo então o produto adequado às redes 127/220 Va 60Hz (bipolar e tetrapolar) e às redes 220/380 Va 60Hz (tetrapolar). 3_Disp. protec a o.indd 3/17 9/19/08 11:23:21 AM 3/18 Capítulo 3: Especificando Dispositivos de Proteção O funcionamento do botão de teste depende da conexão dos bornes N e 1. Os dispositivos DR bipolares e tetrapolares atendem todos os tipos de ligações. Observação: a combinação fase/fase/ fase só é possível para 220 Va. O que fazer se o dispositivo DR não mantiver o circuito ligado: antes de mais nada, verifi que se a ligação está correta. Então, desligue todos os equipamentos das tomadas, inclusive chuveiro e torneira elétrica. Religue o dispositivo DR. Se mesmo assim o dispositivo DR desarmar, são possíveis três situações: Ligações para utilização em redes monofásicas, bifásicas ou trifásicas N 1 3 5 N 2 4 6 Neutro Fase Fase Fase Fase Fase Neutro Fase Fase Fase Neutro Fase Fase Fase Fase Fase Neutro Fase Fase Fase Neutro Fase Fase Fase Neutro Fase Fase Fase N 1 N 2 Proteção de um circuito passo a passo (cont.) 3_Disp. protec a o.indd 3/18 9/19/08 11:23:21 AM 3/21 3 Os números indicam a qual circuito do projeto a ligação pertence. Por exemplo, o disjuntor e a lâmpada gravados com o número 1 representam o circuito 1 de iluminação da casa (ver tabelas 6 e 7, págs. 2/21 e 2/22). 3_Disp. protec a o.indd 3/21 9/19/08 11:23:23 AM 3/22 Capítulo 3: Especificando Dispositivos de Proteção Esquema elétrico genérico de uma instalação residencial de acordo com a norma NBR 5410 Exemplos de instalação (cont.) 3_Disp. protec a o.indd 3/22 9/19/08 11:23:24 AM 3/23 3 As seções nominais dos condutores e as correntes nominais dos disjuntores e dispositivos DR (diferencial residual) devem ser dimensionadas conforme prescrito na norma de instalações de baixa tensão NBR 5410. 3_Disp. protec a o.indd 3/23 9/19/08 11:23:25 AM 4/1 4 4/1 4_Esquema ligac a o.indd 4/1 9/19/08 11:29:48 AM 4/2 Esquemas de Ligação em Instalações Residenciais 4_Esquema ligac a o.indd 4/2 9/19/08 11:29:48 AM 4/3 4 Índice Interruptores 4/4 Pontos de tomada de corrente 4/11 Circuitos independentes 4/13 4_Esquema ligac a o.indd 4/3 9/19/08 11:29:48 AM 4/6 Capítulo 4: Esquemas de Ligação em Instalações Residenciais Figura 2 - Interruptor unipolar paralelo 4_Esquema ligac a o.indd 4/6 9/19/08 11:29:49 AM 4/7 4 Figura 3 - Interruptor unipolar paralelo - modo de instalação incorreto O c on du to r de n eu tr o de ve s er li ga do s em pr e à lâ m pa da , p ar a nã o ha ve r o ris co d e ch oq ue el ét ric o qu an do e la fo r in st al ad a ou tr oc ad a. 4_Esquema ligac a o.indd 4/7 9/19/08 11:29:50 AM 4/8 Capítulo 4: Esquemas de Ligação em Instalações Residenciais Figura 4 - Interruptor unipolar intermediário 4_Esquema ligac a o.indd 4/8 9/19/08 11:29:50 AM 4/11 4 São pontos destinados à ligação de aparelhos móveis. Não possuem uma utilização específi ca. Podem ser ligados entre os condutores de fase e fase (220 Va) e fase e neutro (110 ou 127 Va). Pontos de tomada de corrente Ponto de tomada de 127 Va (fase – neutro) 4_Esquema ligac a o.indd 4/11 9/19/08 11:29:52 AM 4/12 Capítulo 4: Esquemas de Ligação em Instalações Residenciais Ponto de tomada de 220 Va (fase – fase) 4_Esquema ligac a o.indd 4/12 9/19/08 11:29:52 AM 4/13 4 Circuitos independentes São circuitos destinados à ligação de aparelhos específi cos, cuja corrente nominal é superior a 10 A. Nesses circuitos, a utilização de dispositivos DR é exigida por norma (NBR 5410). No caso de chuveiros e torneiras elétricas, a utilização de tomadas não é recomendada. Podem ser utilizados conectores ou então emendas isoladas com fi ta isolante. Circuito independente de 127 Va (fase - neutro) com dispositivo DR 4_Esquema ligac a o.indd 4/13 9/19/08 11:29:53 AM