instalações elétricas/ condutores e dutos elétricos

instalações elétricas/ condutores e dutos elétricos

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Condutores e

Aluna: Isabele Araújo
Curso: Eletrotécnica/ P6
Disciplina: Instalações Elétricas

Dutos Elétricos Professor: Renato

Fortaleza 2009

Introdução

Nas instalações elétricas em geral, os condutores e dutos possuem grande importância no transporte de energia elétrica necessária ao bom funcionamento dos equipamentos. Os condutores e dutos devem possuir excelente qualidade e ser utilizados corretamente de acordo com suas finalidades. O dimensionamento de ambos deve ser precedido de uma análise detalhada das condições de sua instalação e da carga a ser suprimida.

Neste trabalho, porém, não daremos ênfase ao dimensionamento de dutos e condutores. Para um estudo mais detalhado, procurar outras fontes. Abordo aqui, portanto, as características e os aspectos qualitativos dos condutores e dutos para instalações elétricas.

1- Fios e cabos condutores

Condutor elétrico é todo material que possui a propriedade de conduzir energia elétrica, sendo os fios e os cabos os tipos mais comuns de condutores. A maioria absoluta das instalações industriais, comerciais e residenciais emprega o cobre como elemento condutor dos fios e cabos. O uso do alumínio é muito reduzido, pois necessita de cuidados maiores na manipulação e instalação devido as suas características mecânicas.

Um fio é um condutor sólido, maciço, provido de isolação, usado diretamente como condutor de energia elétrica. Já o cabo é um condutor constituído por vários fios encordoados, isolados uns dos outros ou não.

1.1- Isolação

Os fios e cabos são isolados com diferentes tipos de compostos isolantes, sendo os mais empregados o PVC (cloreto de polivinila), o EPR (etilenopropileno) e o XLPE (polietileno reticulado), cada um com suas características, acarretando assim o seu emprego em condições específicas para cada instalação.

Os isolantes termoplásticos amolecem com o aumento de temperatura, enquanto os isolantes termofixos não. A isolação é feita para uma determinada “classe de isolamento”, relacionada com a espessura da isolação e com as características da instalação. A tensão de isolamento é indicada por dois valores Vo/V; “Vo” refere-se à tensão fase-terra e “V” à tensão fase-fase.

Os condutores são chamados de isolados quando dotados de uma camada isolante, sem capa de proteção. Por outro lado, são denominados de unipolares os condutores que além da camada isolante, são protegidos por uma capa. Quando um cabo é constituído por vários condutores isolados e o conjunto é protegido por uma capa externa, é denominado de multipolar.

1.2- Classes de encordoamento

Dependendo do número de fios que compõe um cabo e do diâmetro de cada um deles, um condutor apresenta diferentes graus de flexibilidade. A NBR 6880 estabelece, para condutores de cobre, seis classes de encordoamento, numeradas de 1 a 6 com graus crescentes de flexibilidade, sendo:

2- Tipos e aplicações dos condutores elétricos

Devido à grande diversidade de utilização, os condutores elétricos são fabricados em diversos tipos, cuja finalidade é atender com eficiência as mais variadas aplicações. E dependendo da tensão de utilização, servem para baixa, média e alta tensão.

Condutores para Baixa Tensão

Abaixo, amostras de condutores para Baixa Tensão, suas características e aplicações (cortesia IPCE):

- Fio e cabo de cobre nu

- Cabo e Fio Pauliplast – BWF 750

- Cabo Paulichumbo – 750V - Cabo Paulichumbo – 750V

- Cordões Pauliflex – BWF 300V

Condutores para Alta Tensão Abaixo, amostras de cabos para Alta Tensão (cortesia Modulo)

- LXHIOV- Unipolar

- XHIOV- Unipolar

3- Seções mínimas dos condutores elétricos

3.1- Seção mínima dos condutores fase

As seções dos condutores fase, em circuitos CA, e dos condutores vivos, em circuitos C, não devem ser inferiores aos valores dados na tabela abaixo:

3.2- Seção mínima do condutor neutro A norma NBR 5410:2004 determina:

O condutor neutro não pode ser comum a mais de um circuito;

O neutro de um monofásico deve ter a mesma seção do condutor de fase;

Com a presença das correntes de terceira harmônica:

a) Circuitos trifásicos com neutro (3F+N), mesmo equilibrados:

- Quando a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos forem superiores a 15% e não superiores a 3%, o condutor neutro deve ser igual ao dos condutores de fase; - Quando a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos forem superiores a 3%, pode ser necessário um condutor neutro com seção superior á dos condutores de fase; b) Circuitos com duas fases e neutro (2F+N)

- Se a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos não forem superiores a 3%, o condutor neutro deve ser igual ao condutor de fase; - Se a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos forem superiores a 3%, pode ser necessário um neutro com seção superior á dos condutores fases;

Em circuitos trifásicos com neutro, caso os condutores de fase sejam superiores a 25 mm², a seção do condutor neutro pode ser inferior à dos condutores de fase, porém nunca ser inferior aos valores indicados na tabela abaixo, quando as três condições seguintes forem obedecidas:

- O circuito for presumivelmente equilibrado em serviço normal. - A corrente das fases não contiver uma taxa de terceira harmônica e múltiplos superior a 15%. - O condutor neutro for protegido contra sobrecorrentes.

4- Identificação dos condutores

A correta identificação dos condutores, codificando-os por cores, facilita e agiliza a execução da instalação.

Condutor Neutro: em caso de identificação por cor, deve ser usada a cor azul-claro na isolação do condutor.

Condutor de Proteção (PE): deve ser identificado com dupla coloração verde-amarelo ou a cor verde (cores exclusivas da função de proteção).

Condutor com a função PEN: deve ser usado a cor azul-claro, com anilhas verde-amarelo nos pontos visíveis ou acessíveis.

Condutor(es) retorno(s) e fase(s): podem ser identificados por qualquer cor observadas as cores já citadas acima.

5- Dimensionamento de condutores elétricos

O dimensionamento do condutor é um procedimento para verificar a “seção” mais adequada que seja capaz de permitir a passagem da corrente elétrica, sem aquecimento excessivo e que a queda de tensão seja mantida dentro dos valores limites normalizados. Além disso, ao determinar a seção dos condutores, no mínimo todos os seguintes critérios deve ser atendidos:

A capacidade de condução de corrente dos condutores deve ser igual ou superior à corrente de projeto do circuito, incluindo as componentes harmônicas afetadas dos fatores de correção aplicáveis;

A proteção contra sobrecarga;

A proteção contra choques elétricos por seccionamento automático da alimentação em esquemas TN e IT, quando pertinente;

Proteção contra curto-circuito e solicitações térmicas; Os limites de queda de tensão; As seções mínimas.

DUTOS 1- Tipos

1.1- Eletrodutos

Os eletrodutos são os dutos mais comumente utilizados. São tubos de metais (magnéticos ou não) ou de PVC, que podem ser ainda rígidos ou flexíveis. Suas funções gerais são as seguintes:

- Proteção dos condutores contra ações mecânicas e contra corrosões; -Proteção do meio contra perigos de incêndio, resultantes do super aquecimento dos condutores ou de arcos.

Eletrodutos Galvanizado Eletrolítico

Eletroduto PVC Classe B Preto

Os eletrodutos de PVC são geralmente utilizados quando embutidos ou enterrados. Já os de metais são mais utilizados em instalações aparentes. Os eletrodutos de metal não devem possuir costura longitudinal e suas paredes internas devem ser perfeitamente lisas. Também cuidados devem ser tomados quanto às luvas e curvas. Quaisquer saliências podem danificar a isolação dos condutores. A instalação de condutores em eletrodutos deve ser precedida das seguintes considerações:

- A taxa máxima de ocupação em relação à área da seção transversal dos eletrodutos não deve ser superior a:

- 53% no caso de um único condutor ou cabo; - 31% no caso de dois condutores ou cabos;

- 40% no caso de três ou mais condutores ou cabos;

- Nos eletrodutos, só devem ser instalados condutores isolados, cabos unipolares ou multipolares, admitindo-se a utilização de condutor nu em eletroduto isolante exclusivo, quando tal condutor se destina a aterramento;

- O diâmetro externo dos eletrodutos deve ser igual ou superior a 16mm;

- Não deve haver trechos contínuos retilíneos de tubulação maiores do que 15m, nos trechos com curvas, este espaçamento deve ser reduzido de 3m para cada curva de 90º;

1.2- Eletrocalhas

As eletrocalhas são bandejas metálicas fabricadas em chapas de aço SAE 1008/1010. Dobradas em forma de U, podendo ser com ou sem virola (abas voltadas para parte interna), proporcionando maior resistência a flexo-torção. Por serem aparentes, proporcionam rápida instalação e ampliação, além de oferecerem fácil manutenção e inspeções periódicas, permitindo a visualização de toda linha de distribuição elétrica. Utilizadas para passagem de fios e cabos, distribuição de energia elétrica, telefonia e dados, em qualquer tipo de instalação elétrica, tais como galpões industriais, comerciais, prédios, etc.

A NBR 5410/97 estabelece que:

- os cabos unipolares e multipolares podem ser instalados em qualquer tipo de calha; - os condutores isolados só podem ser instalados em calhas de paredes maciças cujas tampas só possam ser removidas com auxílio de ferramentas;

- Admite-se a instalação de condutores isolados em calhas perfuradas e/ou tampas desmontáveis sem auxílio de ferramentas em locais só acessíveis a pessoas advertidas ou qualificadas;

É conveniente ocupar a calha com no máximo 35% de sua área útil. As dimensões típicas de calhas são dadas na tabela abaixo:

1.3- Leitos

Conhecidos também como sistema de bandeja é em geral, construído em alumínio ou em aço para diferentes cargas mecânicas (tipo pesado, médio, leve). O uso de leitos só é permitido em estabelecimentos industriais onde haja manutenção adequada e em locais não sujeitos a choques mecânicos. Somente cabos unipolares e multipolares podem ser utilizados em bandejas.

Os cabos devem ser fixados na estrutura das bandejas, principalmente em percursos verticais. Nas bandejas, os cabos devem ser instalados de preferência em camada única. Como vantagens principais podemos citar a facilidade para inspeção e/ou manutenção da rede, ampliação da linha e máxima utilização da capacidade de fios e cabos, já que o sistema possui completa ventilação. Os leitos são indicados para instalações em áreas que não se tenha preocupação com a estética, já que ficam visíveis os fios e cabos.

As canaletas são feitas geralmente de PVC e servem como proteção mecânica para a passagem dos fios e cabos elétricos/fios telefônicos e são usadas em instalações aparentes. São inúmeros os benefícios de sua utilização: design bonito e moderno, fácil de montar e instalar, sistema de encaixe perfeito, flexibilidade de uso (divisão interna dos perfis permite instalação de diferentes tipos de cabos separadamente). Apesar de ser ter dimensões reduzidas, possuem grande capacidade para condução de fios e cabos. A taxa de condução máxima recomendada pela Norma EIA/TIA 569A é de 40% durante projeto, e 60% para futuras ampliações.

1.5- Perfilados

Perfil estrutural conformado em chapas de aço carbono SAE/1008/1010. Dimensões padrões que podem ser de 19x38 m ou 38x76 m, com furos oblongos de 10x33 m, providos de virolas com 5 m, voltadas para dentro, podendo ser totalmente perfurado ou com 2 furos nas pontas para união entre si.

Por ser aparente, proporciona rápida instalação e ampliação, além de facilitar a manutenção e as inspeções periódicas, propiciando a visualização de toda a linha de distribuição elétrica. Próprios para sustentação de ilminárias, alimentação de circuitos e equipamentos de iluminação, passagem de fios e cabos elétricos, telefônicos e dados, em construções comerciais, industriais, prediais, etc.

2- Maneiras de Instalação

Em uma instalação elétrica, é necessário definir a maneira como os condutores serão instalados (em eletrodutos embutidos ou aparentes, em canaletas ou bandejas, subterrâneos, diretamente enterrados ou ao ar livre, em escadas para cabos, cabos unipolares ou multipolares, etc) A maneira de como instalar exerce certa influência no que se refere á capacidade de troca térmica entre os condutores e ambiente, e em conseqüência na sua capacidade de condução de corrente elétrica. Abaixo, métodos de instalação:

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