INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS
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INSTALAÇÕES PREDIAIS
ELÉTRICAS
Professor: Ricardo Borges Ferreira
Engº Civil
E-mail: [email protected]
Site: www.rbfengenhariacivil.com.br
Instalações elétricas de baixa tensão
• Para dimensionar e desenvolver um projeto elétrico de
baixa tensão, o qual a nossa profissão esta habilitada a
realizar. É necessário seguir orientações de normas como:
• NBR 5410 – Instalações elétricas de baixa tensão;
• NBR 5413 – Iluminação;
• NBR 5419 - Sistemas de Proteção contra descargas
atmosféricas;
• NBR 5444 – Simbologia;
• Para Curitiba-PR- NTC 9-01100 – Fornecimento de
tensão secundária de distribuição - COPEL.
2
Passos para dimensionamento de um
projeto elétrico até 75KVA.
• 1 – Previsão de carga;
• 2 – Dimensionamento da demanda e determinação da
entrada de serviço (entrada de energia);
• 3 – Divisão da instalação e distribuição em circuitos;
• 4 – Dimensionamento dos condutores;
• 5 – Dimensionamento de dispositivo de proteção;
• 6 – Dimensionamento de eletrodutos;
• 7 – Diagrama unifilar, multifilar;
• 8 – Memorial de cálculos e lista de materiais.
3
1 – Previsão de carga
• Para prever a carga em uma instalação de uma
edificação é necessário determinar a quantidade e
potência de iluminação e das tomadas, seguindo
critérios da NBR 5410.
1.1 Iluminação:
• A) Em cômodos ou dependências com área até 6m²,
atribuir no mínimo 100VA.
• B) Em cômodos ou dependências com área superior a
6m² , atribuir 100 VA para os primeiros 6m² e
acrescentar 60VA para cada aumento de 4m² inteiros.
4
• * O modelo de lâmpada utilizado para este critério é a
incandescente (tradicional).
• * Arandelas no banheiro devem estar distantes no
mínimo 60cm do limite do Box.
• * Para áreas externas em residências não há critério
definido pela NBR 5410, portanto os pontos de
iluminação serão dimensionados conforme
necessidade do cliente.
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1.2 Tomada de Uso Geral (TUG)
• 1.2.1 Quantidade
• A tomada de uso geral (TUG) com corrente inferior a
10A segue os seguintes critérios da NBR 5410 para
quantidade:
• A) Cômodos e dependências com área inferior ou
igual a 6m², utilizar uma TUG.
• B) Cômodos e dependências com área superior a 6m²,
utilizar uma TUG a cada 5m de perímetro ou fração
de perímetro, espaçadas tão uniformemente quanto
possível.
6
• C) Em cozinhas, copas,copa-cozinha, áreas de serviço
e lavanderias, atribuir uma TUG para cada 3,5m de
perímetro ou fração de perímetro.
• D) Em halls, corredores,subsolos, garagens, sótãos e
varandas, pelo menos uma tomada.
• No caso de varandas, quando não for possível a
instalação da tomada no próprio local, esta deverá ser
instalada próximo ao seu acesso.
7
• 1.2.2 Potência
• Conforme orientação da NBR 5410, para banheiros,
cozinhas,copas,copas-cozinhas, áreas de serviço,
lavanderias, no mínimo 600VA por tomada, até 3
tomadas, e 100VA por tomadas, para as excedentes,
considerando cada um desses ambientes
separadamente.
• Nos demais cômodos ou dependências , no mínimo
100VA por tomada.
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1.3 Tomada de Uso Específico (TUE)
• 1.3.1 Quantidade
• A quantidade de tomada de uso especifico (TUE) é de
acordo com a quantidade de aparelhos que necessitem
o uso especifico para corrente superior a 10A.
• 1.3.2 Potência
• A potência de capacidade da TUE em (VA)deve ser
de acordo com a potência que cada aparelho elétrico
especifico oferece em (Watts).
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• Essa potência deve ser verificada no próprio
aparelho, catálogo do fabricante ou tabelas
específicas atuais. Adotaremos a seguir : Tabela 1 – Potência dos aparelhos eletrônicos
• fonte : ELETROBRAS
ITEM Aparelhos Elétricos
Potência Média Dias estimados
Uso/Mês Média Utilização/Dia
Consumo Médio
Mensal
Watts (Kwh)
1 ABRIDOR/AFIADOR 135 10 5 min 0,11
2 AFIADOR DE FACAS 20 5 30 min 0,05
3 APARELHO DE SOM 80 20 3 h 4,8
APARELHO DE SOM PEQUENO 20 30 4 h 2,4
4 AQUECEDOR DE AMBIENTE 1550 15 8 h 186
5 AQUECEDOR DE MAMADEIRA 100 30 15 min 0,75
6 AR-CONDICIONADO 7.500 BTU 1000 30 8 h 120
7 AR-CONDICIONADO 10.000 BTU 1350 30 8 h 162
10
8 AR-CONDICIONADO 12.000 BTU 1450 30 8 h 174
9 AR-CONDICIONADO 15.000 BTU 2000 30 8 h 240
10 AR-CONDICIONADO 18.000 BTU 2100 30 8 h 252
11 ASPIRADOR DE PÓ 100 30 20 min 10
12 BARBEADOR/DEPILADOR/MASSA
GEADOR 10 30 30 min 0,15
13 BATEDEIRA 120 8 30 h 0,48
14 BOILER 50 e 60 L 1500 30 6 h 270
15 BOILER 100 L 2030 30 6 h 365,4
16 BOILER 200 a 500 L 3000 30 6 h 540
17 BOMBA D’ÁGUA 1/4 CV 335 30 30 min 5,02
18 BOMBA D’ÁGUA 1/2 CV 613 30 30 min 9,2
19 BOMBA D’ÁGUA 3/4 CV 849 30 30 min 12,74
20 BOMBA D’ÁGUA 1 CV 1051 30 30 min 15,77
21 BOMBA AQUÁRIO GRANDE 10 30 24 h 7,2
22 BOMBA AQUÁRIO PEQUENO 5 30 24 h 3,6
11
23 CAFETEIRA ELÉTRICA 600 30 1 h 18
24 CHURRASQUEIRA 3800 5 4 h 76
25 CHUVEIRO ELÉTRICO 3500 30 40 min ** 70
26 CIRCULADOR AR GRANDE 200 30 8 h 48
27 CIRCULADOR AR
PEQUENO/MÉDIO 90 30 8 h 21,6
28 COMPUTADOR/
180 30 3 h 16,2
29 IMPRESSORA/
30 ESTABILIZADOR
31 CORTADOR DE GRAMA
1140 2 2 h 4,5 GRANDE
32 CORTADOR DE GRAMA
500 2 2 h 2 PEQUENO
33 ENCERADEIRA 500 2 2 h 2
34 ESCOVA DE DENTES
50 30 10 min 0,2 ELÉTRICA
12
35 ESPREMEDOR DE FRUTAS 65 20 10 min 0,22
36 EXAUSTOR FOGÃO 170 30 4 h 20,4
37 EXAUSTOR PAREDE 110 30 4 h 13,2
38 FACA ELÉTRICA 220 5 10 min 0,18
39 FERRO ELÉTRICO AUTOMÁTICO 1000 12 1 h 12
40 FOGÃO COMUM 60 30 5 min 0,15
41 FOGÃO ELÉTRICO
9120 30 4 h 1094,4 4 CHAPAS
42 FORNO
1500 30 1 h 45 À RESISTÊNCIA GRANDE
43 FORNO À RESISTÊNCIA
800 20 1 h 16 PEQUENO
44 FORNO MICROONDAS 1200 30 2O min 12
45 FREEZER
130 - - 50 VERTICAL/HORIZONTAL
13
46 FRIGOBAR 70 - - 25
47 FRITADEIRA ELÉTRICA 1000 15 30 min 7,5
48 GELADEIRA
90 - - 30 1 PORTA
49 GELADEIRA
130 - - 55 2 PORTAS
50 GRILL 900 10 30 min 4,5
51 IOGURTEIRA 26 10 30 min 0,1
52 LÂMPADA FLUORESCENTE
11 30 5 h 1,65 COMPACTA – 11W
53 LÂMPADA FLUORESCENTE
15 30 5 h 2,2 COMPACTA – 15 W
54 LÂMPADA FLUORESCENTE
23 30 5 h 3,5 COMPACTA – 23 W
55 LÂMPADA INCANDESCENTE –
40 W 40 30 5 h 6
14
56 LÂMPADA INCANDESCENTE –
60 W 60 30 5 h 9
57 LÂMPADA INCANDESCENTE -
100 W 100 30 5 h 15
58 LAVADORA DE LOUÇAS 1500 30 40 min 30
59 LAVADORA DE ROUPAS 500 12 1 h 6
60 LIQUIDIFICADOR 300 15 15 min 1,1
61 MÁQUINA DE COSTURA 100 10 3 h 3,9
62 MÁQUINA DE FURAR 350 1 1 h 0,35
63 MICROCOMPUTADOR 120 30 3 h 10,8
64 MOEDOR DE CARNES 320 20 20 min 1,2
65 MULTIPROCESSADOR 420 20 1 h 8,4
66 NEBULIZADOR 40 5 8 h 1,6
67 OZONIZADOR 100 30 10 h 30
68 PANELA ELÉTRICA 1100 20 2 h 44
69 PIPOQUEIRA 1100 10 15 min 2,75
70 RÁDIO ELÉTRICO GRANDE 45 30 10 h 13,5
15
71 RÁDIO ELÉTRICO PEQUENO 10 30 10 h 3
72 RÁDIO RELÓGIO 5 30 24 h 3,6
73 SAUNA 5000 5 1 h 25
74 SECADOR DE CABELO
GRANDE 1400 30 10 min 7
75 SECADOR DE CABELOS
PEQUENO 600 30 15 h 4,5
76 SECADORA DE ROUPA
GRANDE 3500 12 1 h 42
77 SECADORA DE ROUPA
PEQUENA 1000 8 1 h 8
78 SECRETÁRIA ELETRÔNICA 20 30 24 h 14,4
79 SORVETEIRA 15 5 2 h 0,1
80 TORNEIRA ELÉTRICA 3500 30 30 min 52,5
81 TORRADEIRA 800 30 10 min 4
82 TV EM CORES – 14″ 60 30 5 h 9
83 TV EM CORES – 18″ 70 30 5 h 10,5
84 TV EM CORES – 20″ 90 30 5 h 13,5
85 TV EM CORES – 29″ 110 30 5 h 16,5
16
86 TV EM PRETO E BRANCO 40 30 5 h 6
87 TV PORTÁTIL 40 30 5 h 6
88 VENTILADOR DE TETO 120 30 8 h 28,8
89 VENTILADOR PEQUENO 65 30 8 h 15,6
90 VÍDEOCASSETE 10 8 2 h 0,16
91 VÍDEOGAME 15 15 4 h 0,9
17
• Após concluir a previsão de carga elétrica, determina-
se o padrão de energia. A entrada de energia é
denominada entrada de serviço, composta pelo
conjunto de elementos pertencentes a entrada de
energia em uma instalação elétrica.
Dificilmente a carga elétrica instalada em uma
edificação será utilizada simultaneamente (ao mesmo
tempo). Assim, para determinar a entrada, adota-se o
conceito de demanda.
2 – Dimensionamento da demanda e
determinação da entrada de serviço
(entrada de energia);
18
• 2.1 Demanda
• A demanda significa o valor de carga elétrica
instalada que é utilizada simultaneamente em uma
edificação, calculada como Provável Máxima
Demanda (PMD) através da seguinte fórmula:PMD =
PMD = (P.I +PTUG) x FDTUG + PTUE x FDTUE
P.I = Potência de iluminação em (VA);
PTUG = Potência de TUG em (VA);
FDTUG = Fator de demanda para TUG (encontra-se na
tabela Fator de demanda para iluminação e TUG);
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• PTUE = Potência de TUE em (VA).
• FDTUE = Fator de demanda para TUE. Encontra-se na
tabela Fator de demanda TUE.
• PMD = Provável Máxima Demanda em (KVA).
• 1 KVA = 1000VA.
20
Potência (W) Fator de demanda
0 a 1000 0,86
1001 a 2000 0,75
2001 a 3000 0,66
3001 a 4000 0,59
4001 a 5000 0,52
5001 a 6000 0,45
6001 a 7000 0,40
7001 a 8000 0,35
8001 a 9000 0,31
9001 a 10000 0,27
Acima de 10000 0,24
Fator de demanda
Iluminação e tomadas de uso geral (TUG)
21
Nº de circuitos de TUE Fator de demanda
01 1,00
02 1,00
03 0,84
04 0,79
05 0,76
06 0,65
07 0,60
08 0,57
09 0,54
Fator de demanda para TUE
22
10 0,52
11 0,49
12 0,48
13 0,46
14 0,45
15 0,44
16 0,43
17 0,42
18 0,41
19 0,40
20 0,40
21 0,39
22 0,39
23 0,39
24 0,38
25 0,38
23
Detalhes de entrada de energia
24
25
26
• Após calcular o PMD total da edificação e
transformar a unidade em KVA, entra-se em contato
com a companhia de energia do município onde
localiza-se a edificação e solicita-se a metodologia de
dimensionamento de Disjuntor de proteção (externo
de entrada da edificação).
• Onde no caso da COPEL é fornecido uma tabela de
dimensionamento que através do PMD total da
edificação em KVA, é possivel encontrar o disjuntor
de proteção (externo de entrada da edificação). o
número de fios, o medidor, o aterramento, o poste e
etc.
27
28
3 – Divisão instalação e distribuição em
circuitos;
• O objetivo é dividir a instalação, numerando os
circuitos (ligação de elementos elétricos), distribuindo
as cargas das tomadas e iluminação dos cômodos para
cada circuito. Seguindo os seguintes critérios:
• Circuitos de iluminação e tomadas são independentes;
• Circuitos de tomadas de cozinha e área de serviço
devem estar em circuitos exclusivos;
• Para cada TUE deve ser associado um circuito
terminal.
29
• 3.1 Para iluminação atribuir até 1500VA para cada
circuito.
• 3.2 Para TUG atribuir até 2000VA para cada circuito.
• 3.3 Para TUE atribuir um circuito por TUE.
• 3.4 Para TUG + Iluminação atribuir um circuito até
2000VA.
30
Exemplos de distribuição dos circuitos
31
32
4 – Dimensionamento dos condutores
Os condutores são dimensionados por vários critérios e
métodos diferentes, como o da queda de tensão e o
método da corrente . Vamos utilizar o método da
corrente.
Para dimensionar os condutores, primeiro é necessário
calcular a corrente, a fórmula utilizada para encontrar
a corrente do condutor é a seguinte:
I = P ÷ V
• I = Corrente na unidade Ampère (A);
• P = Potência na unidade Volts Ampère (VA);
• V = Tensão em Volts (V).
33
• Para este cálculo podemos utilizar a tensão de127V
ou 220V para iluminação e tomadas, isto vai
depender do fornecimento da companhia de energia
da cidade.
4.1Correção da corrente
• Para correção da corrente utilizaremos a seguinte
fórmula:
• I’ = I÷ (Fct x Fca)
• I’ = Corrente corrigida do circuito em (A).
• Fct = Fator de correção de temperatura, encontra-se
na tabela 35 da NBR 5410 a seguir:
34
35
• Fca = Fator de correção para agrupamento, encontra-
se na tabela a seguir:
36
37
• Após determinar a corrente corrigida para cada
circuito, determina-se- o disjuntor (Id) (valores
comerciais) através de tabela ou catálogo de
fabricantes, a seguir
• os disjuntores mais utilizados no mercado:
• 10A, 15A,16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A,70A
80A , 90A ,100A.
38
Exemplos de disjuntores
39
40
41
Exemplo esquemático do quadro de distribuição
42
43
44
Esquema para projeto
45
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Após determinar o disjuntor (valore comerciais)
utiliza-se os métodos de referência da NBR 5010 para
determinar as colunas das tabela 31 e 32 da NBR 5010.
Métodos de referência
Os métodos de referência são os métodos de instalação,
indicados na IEC 364-5-523, para os quais a
capacidade de condução de corrente foi determinada
por ensaio ou por cálculo. São eles:
a) A1 - condutores isolados em eletroduto de seção
circular embutido em parede termicamente isolante;
b) A2 - cabo multipolar em eletroduto de seção circular
embutido em parede termicamente isolante;
47
c) B1 - condutores isolados em eletroduto de seção
circular sobre parede de madeira;
d) B2 - cabo multipolar em eletroduto de seção circular
sobre parede de madeira;
e) C - cabos unipolares ou cabo multipolar sobre
parede de madeira;
f) D - cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo;
g) E - cabo multipolar ao ar livre;
h) F - cabos unipolares justapostos (na horizontal, na
vertical ou em trifólio) ao ar livre;
i) G - cabos unipolares espaçados ao ar livre.
48
NOTAS
1 Nos métodos A1 e A2, a parede é formada por uma
camada externa estanque, isolação térmica e uma
camada interna em madeira ou material análogo com
condutância térmica de no mínimo 10 W/m2.K.
O eletroduto, metálico ou de plástico, é fixado
junto à camada interna (não necessariamente em
contato físico com ela).
2 Nos métodos B1 e B2, o eletroduto, metálico ou de
plástico, é montado sobre uma parede de madeira, de
modo tal que a distância entre o eletroduto e a
superfície da parede seja inferior a 0,3 vez o diâmetro
externo do eletroduto.
49
3 No método C, a distância entre o cabo multipolar, ou
qualquer cabo unipolar, e a parede de madeira deve ser
inferior a 0,3 vez o diâmetro externo do cabo.
4 No método D, o cabo é instalado em um eletroduto
de plástico,metálico, ou de barro, ou diretamente
enterrado no solo de resistividade térmica de 2,5
K.m/W, a uma profundidade de 0,7 m.
5 Nos métodos E, F e G, a distância entre o cabo
multipolar ou qualquer cabo unipolar, e qualquer
superfície adjacente deve ser de no mínimo 0,3 vez o
diâmetro externo do cabo, para o cabo multipolar, ou
no mínimo igual ao diâmetro do cabo, para os cabos
unipolares.
50
6 No método G, o espaçamento entre os cabos
unipolares deve ser no mínimo igual ao diâmetro
externo do cabo.
O eletroduto, metálico ou de plástico, é fixado
junto à camada interna (não necessariamente em
contato físico com ela).
Após determinado as colunas da tabela 31 e 32 da NBR
5410, através da temperatura define-se qual das duas
tabelas será utilizada, 31 ou 32. Em seguida com a
corrente corrigida consulta-se a tabela e encontra-se o
diâmetro do condutor em mm² .
51
52
53
54
55
4.2 Condutores (fios/cabos elétricos)
• Os condutores a serem dimensionados são os
seguintes:
• Fase = liga a corrente elétrica.
• Neutro = neutraliza a corrente elétrica.
• Proteção = protege a instalação elétrica de descargas
de energia.
• Retorno = retorna a corrente elétrica.
56
O condutor dimensionado anteriormente é o fase, o
neutro e o proteção podem ser dimensionados com um
diâmetro no mínimo igual ao do fase, conforme
orientação da NBR 5410.
O diâmetro do condutor retorno será igual ao do
condutor neutro.
Conforme a NBR 5444. A simbologia adotada para
estes condutores são as seguintes:
Fase Neutro Proteção Retorno
57
A NBR 5410 propõe o uso das seguintes cores para os
condutores elétricos:
Condutor neutro: azul claro;
Condutor proteção: verde-amarelo ou verde
58
Exemplo de utilização dos condutores
59
60
61
62
5 – Dimensionamento de dispositivo de
proteção para o disjuntor e circuito
A proteção dos circuitos terminais é feita através do
disjuntor, que quando houver uma sobrecarga no
circuito o disjuntor se desliga.
O disjuntor de proteção (corrente que o condutor
suporta) é dimensionado da seguinte forma:
I´ ≤ Id ≤ Ic
I´ = Corrente corrigida do circuito em (A).
Id = corrente do disjuntor (valores comerciais) em (A).
Ic = corrente que o condutor suporta em (A).
63
6 – Dimensionamento de eletrodutos
O eletroduto é um elemento da instalação ao qual os
condutores são instalados passando por dentro dele.
Segundo orientação da NBR5410 a taxa máxima de
ocupação em relação à área da seção transversal dos
eletrodutos não seja superior a:
• 53% no caso de um condutor ou cabo;
• 31% no caso de dois condutores ou cabos;
• 40% no caso de três ou mais condutores ou cabos
64
Tabela- Dimensões totais dos condutores isolados
65
66
Tabela – Eletroduto de PVC rígido com rosca
Exemplo - eletroduto com mais de três condutores
67
68
Exemplo- eletroduto flexível
7 – Diagrama unifilar, multifilar;
• O diagrama unifilar ou o multifilar são
representações esquemáticas da instalação elétrica,
sendo o unifilar representado por todas as fases
através de um único fio (cabo), e o multifilar é
representado cada fase com um linha diferente. Ou
seja o multifilar contém mais informações detalhadas.
69
Exemplo de diagrama unifilar
70
Exemplo de diagrama multifilar
71
8 – Memorial de cálculos e lista de
materiais.
• O memorial de cálculos é composto pelos 7 capítulos
(passos) descritos neste material didático
anteriormente.
A lista de material deve ser elaborada em uma planilha
após concluir o dimensionamento (cálculos) e
desenvolvimento (desenho) do projeto elétrico.
72