►►Proteção
Em uma instalação elétrica atenção deve ser direcionada a proteção das pessoas, equipamentos e da instalação contra eventos que possam ser prejudiciais. A proteção do sistema elétrico de 127 V e 220 V está relacionada com:
- Choques elétricos
- Efeitos térmicos
- Sobrecorrentes
- Sobretensões transitórias
- Sobretensões temporárias
- Perturbações eletromagnéticas
- Quedas de tensão
- Faltas de tensão
- Seccionamento e comando
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► IE: Disjuntores 5: Capacidade de corrente do condutor
- Deve haver uma coordenação entre a capacidade de conduzir corrente pelo cabo condutor e o disjuntor. O disjuntor é dimensionado para abrir o circuito quando a capacidade de corrente do cabo condutor for atingida, ou para um valor menor de corrente.
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► IE: Disjuntores 4
- Existem disjuntores que atuam apenas no curto-circuito.
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► IE: Disjuntores 3
- Existem disjuntores que atuam tanto com curto-circuito quanto para sobrecorrente.
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► IE: Disjuntores 2
- O disjuntor pode vir composto com um DR no mesmo empacotamento. Economiza espaço.
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► IE: Disjuntores 1
- Normalização de disjuntores:
- ABNT NBR 5361 – Disjuntores de baixa tensão
- ABNT NBR IEC 60947-2:1998 – Dispositivos de manobra e comando de baixa tensão – Parte 2: Disjuntores
- ABNT NBR NM 60898:2004 – Disjuntores para proteção de sobrecorrentes para instalações domésticas e similares (IEC 60898:1995, MOD)
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►Disjuntores, residência, chuveiro
1) Situação comum no Brasil é uma residência de pequeno consumo com um disjuntor de 40 A na entrada de energia, como mostrado na Figura 1).
2) O morador melhora a renda e instala um chuveiro elétrico de 5.500 W. No interior da residência terá que colocar um disjuntor exclusivo para o chuveiro elétrico. Vamos frisar, ligado a este novo disjuntor está apenas o chuveiro elétrico, nenhum outro eletrodoméstico ou lâmpada. Este chuveiro terá um circuito próprio com um condutor para a fase, um outro condutor para o neutro e um terceiro condutor para o terra. Os cabos condutores da fase e do neutro terão que suportar a corrente do chuveiro, e o disjuntor para este circuito ser dimensionado para este condutor.
- Se a tensão no chuveiro for 127 V a corrente no cabo será de 43,3 A, (I=P/V = 5500/127 = 43,3 A). Porém, poderá haver uma queda de tensão (ΔV=Zcabo.I) na fiação desde o transformador da concessionária e a tensão no chuveiro ficando 120,65 V, o que daria uma corrente de 45,6 A. Mesmo respeitando as normas, ANEEL e ABNT, a tensão no chuveiro ainda poderá ser menor.
- Pela tabela 36 da NBR 5410, para temperatura ambiente de 30 °C, o condutor de 10 mm² deve ser o escolhido pois suporta a corrente do chuveiro. O que leva a um disjuntor de 45 A. Considerando que o comprimento do cabo não ocasionará uma queda de tensão que deixe a tensão no chuveiro abaixo do estipulado pelas normas e pela especificação técnica do fabricante. Para uma temperatura ambiente de 40 °C ou maior (tabela 40) e seguindo a tabela 38 o condutor escolhido também seria o de 10 mm². Temperatura comum no Brasil de norte a sul, se o sol estiver incidindo nos condutores a situação se agrava.
- A Figura 2) mostra como fica o esquema elétrico após a instalação do novo chuveiro, reparar que agora são três disjuntores.
Referências:
ABNT NBR 11301:1990 – Cálculo da capacidade de condução de corrente de cabos isolados em regime
permanente (fator de carga 100%) – Procedimento
ABNT NBR 5410:2004 – Instalações elétricas de baixa tensão
ANEEL: www.aneel.gov.br
Aqui foi preciso:
- Cálculo da corrente elétrica a partir da potência e da tensão;
- Cálculo da queda de tensão;
- Saber que a impedância do cabo varia com a temperatura;
- Dimensionar disjuntor;
- Conhecer e aplicar a normalização técnica nacional;
- Conhecer e aplicar as especificações do fabricante.
- Meu caro, se você não é técnico ou engenheiro elétrico deixe a instalação elétrica para quem tem competência.
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► Proteção – Disjuntor
- Um disjuntor deve ser dimensionado levando em consideração a capacidade de corrente do cabo condutor. Isto é, a corrente de abertura do disjuntor não deve ser maior do que a capacidade máxima de corrente do condutor.
- É prática comum dimensionar um disjuntor em função apenas da carga servida pelo circuito. A esta prática deve ser adicionada a capacidade de corrente do condutor.
- Uma das principais funções do disjuntor é evitar que o condutor aqueça, o que pode vir a causar incêndio.
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► IE: DPS
- O DPS não é o único meio de reduzir as sobretensões.
- Quais outros meios podem ser utilizados para reduzir as sobretensões?
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► IE: DPS 3
- O dispositivo de proteção contra sobretensão é o DPS.
- Outro meio ou dispositivo que reduza a sobretensão para níveis aceitáveis podem ser empregados.
- No sistema de média tensão é utilizado o para-raios varistor para eliminar a sobretensão.
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► IE: DPS 2
- O que aparece nos itens:
- IE: Sobretensão causada por curto-circuito 3
- IE: Sobretensão causada por perda do neutro
- IE: Sobretensão causada por curto-circuito 2
- IE: Sobretensão causada por curto-circuito 1
são relevantes na instalação de DPS e para o dimensionado destes.
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► IE: DPS 1
- A instalação de DPS em linhas elétricas que ligam duas instalações deve ser feita em apenas uma das pontas da linha elétrica.
- Ou instala no lado da edificação com equipamentos sensíveis ou instala do lado da edificação com maior probabilidade de causar surtos.
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► DPS - Dispositivos de Proteção contra Surtos
DPS - Dispositivo para proteção contra sobretensões transitórias nas instalações, protegendo as linhas de energia e as linhas de sinal.
Os DPS podem proteger contra surtos de modo comum e contra surtos de modo diferencial.
- As sobretensões transitórias são geralmente impulsos atmosféricos ou impulsos de chaveamento.
- Os impulsos podem ser diretos (com contato galvânico) ou indiretos (tensões e correntes induzidas).
- As tensões e correntes induzidas pode ser via acoplamento capacitivo, acoplamento indutivo ou por recepção de ondas radiadas (efeito antena).
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►►DPS – Dispositivo de Proteção contra Surtos
Este dispositivo protege a instalação elétrica contra surtos.
Para a seleção do dispositivo considerar:
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►►DPS – Dispositivo de Proteção contra Surtos
Este dispositivo protege a instalação elétrica contra surtos.
Para a seleção do dispositivo considerar:
- A tensão de operação do sistema elétrico (tensão nominal) aonde o DPS vai estar instalado [V];
- Tensão de impulso suportável (tensão do surto que o DPS suporta) [kV];
- Categoria do equipamento a ser protegido (nível de proteção);
- A probabilidade da sobretensão;
- Corrente nominal de descarga (corrente de impulso) [kA/μs];
- Suportabilidade à corrente de curto-circuito.
- Para produto na entrada da instalação = 4 kV;
- Para produto em circuitos de distribuição e circuitos terminais = 2,5 kV;
- Para equipamentos de utilização = 1,5 kV;
- Para produtos especialmente protegidos = 0,8 kV.
Na entrada da energia o DPS deve suportar uma tensão maior.
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►Aonde colocar o DPS
- Na entrada do cabo de energia na edificação, isto é, junto ao BEP;
- No quadro de distribuição principal;
- Junto a equipamentos sensíveis.
Observação 1: Colocando na entrada do cabo de energia na edificação não é mais necessário colocar no quadro de distribuição principal, a recíproca não é verdadeira.
Observação 2: O DPS que não estiver em um quadro de distribuição deve ser indicado por etiqueta visível.
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► IE: Proteção
- Sempre utilizar DPS em circuitos que alimentam equipamentos sensíveis.
- Sensível é aquele que pesa no bolso.
►Proteção – Capacidade de corrente
- A proteção de cabos condutores está diretamente relacionada com a capacidade de corrente destes cabos. Pela lei de Joule (RI²) sabemos que quanto mais corrente mais calor liberado. A quantidade de calor liberado é proporcional ao quadrado da corrente, o que agrava muito as coisas. Quanto mais calor maior a temperatura, a temperatura elevada e muita energia podem causar incêndio nos isolantes e nas partes inflamáveis em que o cabo tem contato tais como paredes cobertas com papel, paredes de madeira, madeirames de telhados e outros.
- A capacidade de corrente de um cabo condutor não é a mesma sempre. Esta capacidade de conduzir corrente vaira dependendo de vários fatores. Entre estes fatores está a capacidade de condução de calor do meio ao redor do condutor, em outras palavras, depende da condutividade térmica do meio envolvente. Se o condutor está no ar livre e com circulação a capacidade de corrente é uma, se está dentro de um eletroduto (conduite) a capacidade de corrente é outra, menor agora.
- Outro efeito que reduz a capacidade de corrente é a proximidade com outros condutores. O campo magnético produzido pela corrente nos demais condutores comprime a fluxo de elétrons (corrente elétrica) em um canto do condutor. Isto faz com que a área útil de condução de corrente fique reduzida, e como sabemos a resistência de um condutor é R = 1/(σA).
- A temperatura ambiente de onde se encontra o condutor influência na capacidade de corrente. Quanto maior a temperatura ambiente menor a ddt, diferença de temperatura, entre o condutor e o ambiente, o que dificulta o fluxo de calor para fora do condutor.
- O isolamento do condutor é outro limitante para a capacidade de corrente do condutor, assim um condutor de 4 mm² terá uma capacidade de corrente diferente da de um condutor isolado com PVC, para uma mesma configuração e ambiente. Isolantes diferentes dão ao condutor capacidades de correntes diferentes.
- Como observação, devemos lembrar que a condutividade elétrica de um condutor metálico varia com a temperatura. Com o aumento da temperatura do metal diminui a condutividade elétrica do mesmo, isto ocasiona maior queda de tensão.
- Finalmente, a norma nbr 5410 normaliza estes aspectos.
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► IE: Aterramento: DR
- DR e aterramento estão intimamente relacionados.
- No DR você só conecta as fases e o neutro.
- O cabo condutor de aterramento (PE) não é conectado ao DR.
- Se o aterramento não estiver dentro da engenharia o DR vai dar problema.
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► IE: DR - Dispositivos a corrente Diferencial-Residual
- Dispositivo contra fugas de corrente.
- Precisa ter aterramento.
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