ENGENHARIA DE PRODUÇÃO INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS Prof. Jorge Marques Aula 4 Instalações Elétricas Dimensionamento de Condutores Perdas de Cargas Fontes Consultadas CREDER. H. Instalações Elétricas. LTC ABNT - NBR 5410

Condução da energia A capacidade de condução da corrente elétrica é diretamente proporcional à área seccional do condutor condutores subdimensionados, “apertados” dificultam a passagem da corrente, esquentam, comprometem a segurança e desperdiçam energia. Quando superaquecidos, os condutores podem ressecar os isolantes e provocar fissuras, causando fugas de energia e riscos de curto circuitos.

Condução da energia Quanto maior o comprimento do condutor elétrico, maiores também serão as perdas de energia. A resistência à passagem da corrente é proporcional ao comprimento e inversamente proporcional à seção transversal do condutor. Esta resistência à passagem da corrente gera calor. As perdas por calor foram estudadas por James P. Joule no século IXX. O fenômeno do aquecimento pela resistência é chamado de efeito joule

Perdas por efeito joule Pd = Potência dissipada (perdida) k = 1 para circuito monofásico k = √3 ≈ 1,73 para trifásico R = Resistência do condutor i = Corrente do circuito ρ = resistividade L = comprimento do condutor A = Seção transversal do condutor Pap = Q/cosf = Potência aparente Q = Pat = Potência das cargas ativas no circuito DV = Queda de tensão Ve = Tensão da rede (entrada) Pd = kR i² R = ρL/A DV = Ri i = Pap/kVe i = Q/kVecosf

Perdas por efeito joule: função da carga e da distância

Minimizando o comprimento dos cabos Se possível, posicione o transformador (cabine) no baricentro das cargas elétricas. Carga Média Carga Peq. Carga Grande Trafo Carga Grande

Tipos de condutores elétricos Caracter. dos Condut. UN. CobreTêmpera Mole Cobre Têmp.Mole Estanhado CobreTêm-pera Meio Dura AlumínioTêm-pera H19 Resistividade (20ºC) .mm²/m 0,017241 0,017654 a 0,018508 0,017654 a 0,017837 0,028264 Condutivi-dade (20ºC) % IACS 100 93 a 98 97 a 98 61 Densidade g/cm³ 8,890 2,703 Ponto de Fusão ºC 1083 652

Dimensionamento de Condutores 6 critérios da ABNT (NBR 5410) para o dimensionamento: Seção mínima Capacidade de condução de corrente Queda de tensão Sobrecarga Curto circuito Contatos indiretos O item 1 estabelece, via tabela, a seção mínima de acordo com a aplicação e tipo de condutor, os itens 2 e 3 dizem respeito ao aquecimento dos circuitos e os itens 4 a 6 dizem respeito às proteções

Capacidade de Condução de Corrente Depende do tipo de instalação. A NBR 5410 fornece uma gama de possibilidades de instalações. A figura abaixo é uma pequena parte destas possibilidades.

Capacidade de Condução de Corrente De acordo com o tipo de instalação, determina-se a capacidade de condução para cada seção padronizada de condutor

Queda de tensão Valores máximos permitidos (NBR 5410) Diretamente de ramais de baixa tensão: 4% A partir de subestação abaixadora de tensão ou de geração própria: 7% ΔV% = (Ve – Vq)/Ve = ΔV/Ve Pap = Q/cosФ Pap=kVi i = Pap/kV = Q/kVcosФ A rigor, i = (Q+Pd)/kVcosФ No circuito trifásico. ic = i/3 ΔV% = Queda de tensão (%) Ve = Tensão de entrada Vq = Tensão na carga Pap = Potência Aparente Q = carga do circuito = Pat = Potência Ativa cosФ = Fator de Potência Pd = Potência dissipada Ic = corrente em cada condutor

Exercício Um circuito trifásico de condutores de cobre de 4 mm² tem 120 metros de comprimento e alimenta um motor elétrico de 8CV. Durante o trabalho do motor em carga máxima (potência nominal), determine: A corrente total do circuito A queda de tensão (observe que são três fazes) A perda por efeito joule. Dados: Tensão de entrada 380V cosФ = 0,9 1 CV = 735,5 W ρCu = 0,018Ωmm²/m

Cuidados e manutenção das instalações Antes de fazer qualquer reparo, certifique-se que a chave geral se encontra desligada.

Manutenção de quadros Atenção: Antes de fazer qualquer reparo, certifique-se que a chave geral se encontra desligada. os circuitos elétricos requerem manutenção periódica, quer para identificar possíveis defeitos ou para garantir boa condutividade nas conexões.