Baixe 04 linhas eletricas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! © Copyright - Revista Eletricidade Moderna 103 4 Guia EM da NBR 5410 Cores de fios e cabos de BT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104 Características essenciais da isolação dos condutores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105 O roteiro das linhas elétricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111 Dimensionamento de eletrodutos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 Dimensionamento de bandejas, eletrocalhas e leitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124 Condutores em paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127 Linhas elétricas em shaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 Linhas elétricas enterradas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133 Linhas elétricas em locais de afluência de público . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135 L I N H A S E L É T R I C A S – C O N D U T O R E S © Copyright - Revista Eletricidade Moderna 104 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores4 Cores de fios e cabos de BT Aidentificação por cores dos condutores, em umainstalação elétrica, tem como finalidade facilitar aexecução de conexões, emendas e as intervenções em geral para manutenção. Além disso, a correta identifica- ção dos condutores aumenta a segurança de quem executa esses trabalhos. A NBR 5410 faz recomendações claras sobre como identificar corretamente os componentes em geral e, em particular, os condutores. Antes de apresentar as prescrições da norma sobre o as- sunto, é conveniente recordar três definições: condutor iso- lado, cabo unipolar e cabo multipolar (figura 1). O condutor isolado é aquele que possui condutor e iso- lação. Mesmo óbvia, essa definição é necessária para dife- renciar o condutor isolado dos cabos nus e dos cobertos ou protegidos, em que a camada de revestimento não tem fun- ção isolante elétrica, mas apenas de proteção mecânica e/ou química. O cabo unipolar possui um único condutor, isolação e uma segunda camada de revestimento, chamada cobertura, para proteção mecânica. O cabo multipolar possui, sob a mesma cobertura, dois ou mais condutores isolados, deno- minados veias. Como geralmente os condutores isolados são disponí- veis comercialmente na classe de tensão 750 V, e os cabos uni ou multipolares na classe 0,6/1 kV, muitas vezes asso- ciam-se, equivocadamente, as definições às classes de ten- são — identificando-se os condutores isolados como cabos 750 V e os uni e multipolares como cabos 1 kV. Isso não é absolutamente correto, uma vez que, por exemplo, existem cabos multipolares na classe 750 V, como os comumente conhecidos como PP e PB. Voltando ao tema da identificação, a NBR 5410, co- mo mencionado, traz diversas recomendações, apresen- tadas a seguir. Condutor neutro O item 6.1.5.3.1 da norma prevê que “qualquer condu- tor isolado, cabo unipolar, ou veia de cabo multipolar uti- lizado como condutor neutro deve ser identificado confor- me essa função. Em caso de identificação por cor, deve ser adotada a cor azul-clara na isolação do condutor iso- lado ou da veia do cabo multipolar, ou na cobertura do ca- bo unipolar”. Na nota deste item, temos que “a veia com isolação azul-clara de um cabo multipolar pode ser usada para ou- tras funções, que não a de condutor neutro, se o circuito não possuir condutor neutro ou se o cabo apresentar um condutor periférico utilizado como neutro”. A norma não obriga ao uso de cores para identificar um condutor. Diz apenas, como vimos, que, “em caso de identificação por cor”, o condutor neutro deve ser azul-cla- ro. Como alternativa às cores, podem ser utilizadas grava- ções aplicadas na isolação do cabo ou também empregados sistemas externos de identificação, como anilhas, adesivos, marcadores, etc. (figura 2). A nota destaca outro ponto importante, permitindo o uso da cor azul-clara para outra função apenas no caso de veia de um cabo multipolar. Ou seja, só podem ser usados condutores isolados ou cabos unipolares de cor azul-clara, numa instalação, se destinados à função de neutro. Condutor de proteção Segundo o item 6.1.5.3.2 da NBR 5410, “qualquer con- Fig. 1 – Condutor isolado (acima) e cabos uni e multipola Fig. 2 – Cabos identificados por anilhas !! Corrente elétrica Uma noção básica de física é que todo condutor elétri- co percorrido por uma corrente se aquece. E também que todo material suporta temperaturas até um determinado valor, acima do qual começa a perder suas propriedades físicas, químicas, mecânicas, elétricas, etc. Desse modo, a cada tipo de material de isolação cor- respondem três temperaturas características, que são: temperatura em regime permanente: maior temperatu- ra que a isolação pode atingir continuamente em serviço normal. É a principal característica para a determinação da capacidade de condução de corrente de um cabo; temperatura em regime de sobrecarga: temperatura máxima que a isolação pode atingir em regime de sobre- carga. Segundo as normas de fabricação, a duração desse regime não deve ser superior a 100 horas durante doze meses consecutivos, nem superar 500 horas durante a vi- da do cabo. temperatura em regime de curto-circuito: temperatura máxima que a isolação pode atingir em regime de curto- circuito. Segundo as normas de fabricação, a duração des- se regime não deve superar cinco segundos durante a vi- da do cabo. 109 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores © Copyright - Revista Eletricidade Moderna Quando é mais interessante utilizar cabos isolados com EPR ou XLPE, de classe térmica superior, em vez de cabos unipolares ou multipolares de PVC? Como regra, nos casos em que a corrente máxima admissível dos condutores é o principal critério de dimensionamento dos cir- cuitos é sempre oportuno realizar um estudo comparativo das alter- nativas, PVC vs EPR/XLPE. Lembremos, inicialmente, que o dimensionamento correto e completo de um circuito depende da aplicação de seis critérios técnicos: – seção mínima; – capacidade de condução de corrente; – queda de tensão; – sobrecarga; – curto-circuito; e – proteção contra contatos indiretos (seccionamento automático). Nas instalações em que o critério de dimensionamento por queda de tensão não é o mais crítico, dentre os seis mencionados, a classe térmica adquire maior relevância na seleção do condutor. A classe térmica está relacionada com as máximas tempera- turas suportadas pelo material isolante de um cabo nas condições de funcionamento normal (em regime), em sobrecarga e em curto-circuito (ver tabela I do artigo). A classe térmica superior dos cabos de EPR/XLPE se traduz, como visto, em maiores correntes admissíveis, em relação aos cabos de PVC — para uma mesma seção nominal. Ou, inversamente, em menores seções, para uma mesma corrente. E isso é que pode tornar a opção dos cabos de EPR/XLPE mais atraente que a dos cabos unipolares ou multipo- lares de PVC. Seja, por exemplo, uma bandeja perfurada na qual devem ser instalados três circuitos trifásicos compostos por cabos unipolares contíguos (justapostos), cujas características estão indicadas na tabela B1. A queda de tensão máxima admitida para os circuitos é de 4%, o fator de potência de cada um é 0,8 e a temperatura ambiente consid- erada é de 30°C. Em todos os circuitos prevaleceu, como critério de dimensionamento, o da capacidade de condução de corrente. A partir desses dados e utilizando as tabelas de capacidade de corrente admissível dos condutores da NBR 5410 e de queda de tensão disponíveis nos catálogos de fabricantes, encontramos os resultados expostos na tabela B2. A alternativa dos cabos de EPR/XLPE representa, como se vê, uma seção nominal menor que a dos cabos de PVC. Em termos de instalação, a opção pelos cabos isolados com EPR/XLPE resulta em menos espaço ocupado e, portanto, numa bandeja de menores dimensões. Ou, se a linha elétrica fosse cons- tituída por eletroduto, num eletroduto de menor diâmetro. Essas reduções nas dimensões dos condutos significam menor custo de material e maior facilidade de manuseio. PVC OU EPR/XLPE? Tab B1 – Características dos circuitos do exemplo Tab B2 – Dimensionamento dos circuitos do exemplo A tabela I indica as temperaturas características das isolações de PVC e EPR. Verifica-se que o EPR suporta temperaturas mais elevadas que o PVC. Isto significa que, para a mesma seção de cobre, um cabo isolado com EPR pode ser percorrido por uma corrente elétrica maior do que um cabo isolado com PVC. Dessa forma, na prática, há duas tabelas de capacidade de condução de corrente nos catálogos de fios e cabos: uma relativa aos cabos isolados com PVC e outra para os cabos isolados com EPR, sendo a capacidade de condução de corrente dos cabos de EPR, naturalmente, sempre maior que a dos cabos (de mesma seção) de PVC, para uma mesma maneira de instalar. No que diz respeito aos regimes de sobrecarga e cur- to-circuito, os cabos de EPR também suportam, para a mesma seção de condutor, solicitações maiores, conforme mostram as figuras 1, 2 e 3. Podemos observar na figura 1 que, para a mesma rela- ção de sobrecarga, os cabos de EPR suportam solicitações térmicas superiores às dos de PVC. Já nas figuras 2 e 3 verifica-se que, para a mesma cor- rente de curto-circuito e a mesma seção de cabo, a isola- ção de EPR suporta um tempo maior de solicitação. O roteiro das linhas elétricas Refletindo diretamente seu peso na composição decustos de uma instalação, as “linhas elétricas” —como a norma designa o conjunto formado pelos condutores e todos os demais componentes associados — são o assunto dominante em qualquer seminário ou curso que se promova sobre instalações elétricas ou sobre a nor- ma NBR 5410. Coincidência ou não, as “linhas elétricas” são também o tópico que, isoladamente, mais espaço ocupa na própria norma. Das 128 páginas da edição de 1997, por exemplo, cerca de 30 são ocupadas por um capítulo totalmente rela- cionado com o tema: o 6.2, “Seleção e instalação das linhas elétricas”. O que corresponde a 23,4%. Se excluirmos do total de páginas da edição as nove ocupadas pelo índice, o percentual sobe então para 25,2%. Como registrado neste Guia EM da NBR 5410, no capítulo que trata de definições, linha elétrica é o con- junto de um ou mais condutores com seus elementos de fixação e suporte e, se for o caso, de proteção mecânica, destinado a transportar energia ou transmitir sinais elétri- cos. O termo corresponde ao inglês wiring system e ao francês canalization. As linhas podem ser constituídas: – apenas por condutores e elementos de fixação, como é o caso dos condutores diretamente fixados em paredes ou em tetos, e dos condutores fixados sobre isoladores em paredes, tetos ou postes; – por condutores em condutos (conduto é o elemento de linha que contém os condutos elétricos); – por condutores sobre suportes; ou ainda, – do tipo pré-fabricada, como os “barramentos blindados”. Genericamente, portanto, uma linha elétrica, ou um ti- po de linha elétrica pode ser caracterizado, sob a ótica que interessa à norma e ao profissional de instalações, por três parâmetros principais: – o tipo de conduto utilizado; – o tipo de condutor utilizado; e – a montagem adotada, que implicitamente define o es- paço ocupado ou percorrido pela linha. O tipo de conduto utilizado pode ser nenhum, pode ser um conduto propriamente dito ou então algum componen- te que cumpra papel similar, como o isolador ou suporte mencionado. Portanto, apesar das definições iniciais, con- duto passa a ter aqui esse sentido abrangente. E inclui, quando existentes, todos os acessórios indispensáveis à sua função de elemento de sustentação, de acomodação, de fi- xação e/ou de proteção mecânica do condutor. O tipo de condutor pode ser, por exemplo: – fio ou cabo nu; – cabo com cobertura (ou apenas com cobertura); – fio ou cabo com isolação (ou apenas com isolação. É o que a norma chama de “condutor isolado”); - cabo com isolação e cobertura (nas versões “cabo uni- polar” e “cabo multipolar”, para usar a terminologia consa- grada pela norma) – barramento nu; e – barramento revestido. Finalmente, o tipo de montagem revela — convém re- petir — como a linha se encontra integrada à edificação ou, num sentido mais geral, ao ambiente que percorre. Desse ponto de vista, e para começo de conversa, uma linha po- deria ser, por exemplo, externa ou interna (à edificação). Prosseguindo com o jogo classificatório, as linhas externas poderiam ser aéreas, subterrâneas (ou enterradas) e sub- 111 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores © Copyright - Revista Eletricidade Moderna mersas. Se internas, mas sem com isso descartar as possi- bilidades identificadas no cenário externo, elas poderiam ser aparentes, embutidas, contidas (por exemplo, em espa- ços de construção)... As aparentes, por sua vez, poderiam ser sobrepostas, suspensas, etc., etc. Todos esses parâmetros importam na caracterização do tipo de linha porque, afinal, influem no resultado técnico e econômico de uma opção. Não se pode utili- zar condutor nu, vivo, numa residência, evidentemente. Se o percurso da linha será essencialmente vertical, um tipo de conduto será mais apropriado e outros serão descartados. O tipo de montagem, como o próprio con- duto utilizado, pode favorecer ou prejudicar a dissipa- ção de calor e, portanto, pesa na capacidade de condu- ção de corrente que se poderá efetivamente extrair de um condutor. É assim, portanto, com esses três parâmetros em mente (tipo de condutor, tipo de conduto, tipo de montagem), que se deve encarar a tabela 28 da NBR 5410, que relaciona di- versos tipos de linhas elétricas. A listagem fornecida pela norma não se deve, evidente- mente, a uma preocupação burocrática, de ditar que tipos de linhas seriam por ela “reconhecidos e aprovados”. Nem meramente investigante, de identificar arranjos praticados e, talvez, avançar outros tantos que a imaginação sugira. Os tipos de linhas elétricas apresentados lá estão porque deles a norma pode oferecer um dado que, em última análise, é o “segredo cobiçado”: a capacidade de condução de corren- te que se pode confiavelmente esperar de um condutor, num arranjo determinado (o tipo de linha) e em circunstâncias pre- visíveis (a temperatura ambiente, o efeito de outros conduto- res carregados com os quais ele compartilha a linha, etc.). 113 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores © Copyright - Revista Eletricidade Moderna A tabela 28 da NBR 5410 é o “mostruário“ das linhas elé- tricas. Cada linha–tipo é aí identificada por um número, descrita com o apoio de um esquema ilustrativo e asso- ciada a um arranjo de referência (ou “método de refe- rência“, como registra a norma). É essa referência que o projetista usa para encontrar, nas tabelas de capacidade de condução de corrente (tabelas 31 a 34), a seção de condutor que atende às necessidades do seu circuito. Aqui, no Guia EM da NBR 5410, a tabela 28 da norma foi traduzida numa versão prática e compacta (mas com- pleta): a tabela I que acompanha o artigo. Ela constitui um mapeamento de todos os tipos de linhas elétricas previstos na NBR 5410, mediante combinação de tipo de conduto, tipo de condutor e tipo de montagem, forne- cendo também, diretamente, o arranjo de referência em que cada linha se enquadra. 118 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores4 © Copyright - Revista Eletricidade Moderna Nesse ponto, interrompamos temporariamente nossa leitura das tabelas para refletir um pouco a respeito de co- mo elas seriam usadas pelo projetista. Vamos supor que o projetista fez a previsão de carga do circuito que está dimensionando e, portanto, tem a corren- te de projeto IB do seu circuito. Ele também já definiu o ti- po de linha que irá utilizar e, portanto, já sabe, via tabela I, o arranjo de referência em que a linha se enquadra. E, de- pendendo do caso, já fez igualmente sua opção entre o PVC e o EPR/XLPE (se ele pretende usar condutores iso- lados, e o tipo de linha admite, nem há mesmo “opções”, já que o mundo dos condutores isolados é domínio virtual- mente exclusivo do PVC). Assim, de posse da sua IB e das outras definições men- cionadas ele consultaria a tabela de capacidade de corrente pertinente e obteria a seção de condutor que atende às suas necessidades, isto é, a seção que proporciona uma capaci- dade de corrente no mínimo igual à IB de seu circuito. Só isso? Evidentemente, não. As condições em que irá operar o seu circuito — que envolvem a temperatura ambiente, a re- sistividade e a temperatura do solo quando se tratar de linha subterrânea, a existência de outros circuitos compartilhando a mesma linha elétrica, o que se traduz por penalizações no comportamento térmico de todos os condutores, devido ao calor mutuamente gerado — são exatamente aquelas dos ensaios ou as mesmas consideradas nos cálculos que forne- ceram os valores de capacidade de corrente tabelados? Eis aí, então, dados que devem ser conhecidos para uma utilização correta das tabelas de capacidade de cor- rente dadas pela norma. Portanto, o projetista precisa ava- liar a que temperatura ambiente média seu circuito estará sujeito; identificar a quantidade e características dos de- mais condutores contidos na mesma linha; e, se o circui- to for subterrâneo, conhecer os valores da resistividade e da temperatura do solo. 119 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores © Copyright - Revista Eletricidade Moderna Se esses dados forem diferentes daqueles que consti- tuem as condições de referência das tabelas da norma, não é possível entrar diretamente com IB na tabela de capacida- de de corrente. Antes é preciso aplicar à IB calculada os fa- tores de correção pertinentes. Enfim, a corrente levada à ta- bela é IB’ (corrente fictícia do projeto), dada por: onde f é fator de correção total, resultante da multiplicação de todos os fatores de correção aplicáveis ao caso (tempe- ratura ambiente, agrupamento de circuitos, temperatura do solo, resistividade do solo...), isto é, A norma também fornece fatores de correção. Mas an- tes de entrar nesse que seria o terceiro bloco de informa- ções a que nos referimos anteriormente, vamos retomar a leitura das tabelas de capacidade de corrente para informar, afinal, os parâmetros assumidos ou adotados na determina- ção dos valores de capacidade tabelados. Temperatura ambiente Em todas as tabelas (31 a 34), a temperatura ambiente de referência é 30°C. Agrupamento de circuitos 1) Nas tabelas 31 e 32 (arranjos A1, A2, B1, B2, C e D), as capacidades referem-se a um único circuito, sendo for- necidos valores para dois casos distintos: – dois condutores carregados (dois condutores isolados, dois cabos unipolares ou um cabo bipolar); e – três condutores carregados (três condutores isolados, três condutores unipolares ou um cabo tripolar). 2) Nas tabelas 33 e 34 (arranjos E, F e G), e valendo-se da numeração que a norma atribui a cada coluna das tabe- las, as capacidades indicadas referem-se a: – coluna 2: um cabo bipolar, arranjo E; – coluna 3: um cabo tripolar, arranjo E; – coluna 4: dois cabos unipolares justapostos, horizontal ou verticalmente, arranjo F; – coluna 5: três cabos unipolares em trifólio, arranjo F [Note-se, en passant, que há um equívoco na ilustração da norma referente à coluna em questão. Ao invés de cabos unipolares, o desenho indica cabos bipolares]; – coluna 6: três cabos unipolares justapostos, horizontal ou verticalmente, arranjo F; – coluna 7: três cabos unipolares dispostos horizontal- mente e afastados, um do outro, no mínimo o equivalente a 1 x De (diâmetro externo do cabo), arranjo G; – coluna 8: três cabos unipolares dispostos verticalmente e afastados, um do outro, no mínimo o equivalente a 1 x De (diâmetro externo do cabo), arranjo G. Temperatura do solo As capacidades indicadas para o arranjo D, tabelas 31 e 32, referem-se a uma temperatura do solo de 20°C. Resistividade do solo As capacidades indicadas para o arranjo D, tabelas 31 e 32, referem-se a uma resistividade do solo de 2,5 K.m/W. Tabelas de fatores de correção Para cada um dos parâmetros analisados (temperatura ambiente, agrupamento, temperatura do solo, resistividade do solo), com destaque para o agrupamento, que é o mais trabalhoso, a norma fornece então fatores de correção. Parâmetro por parâmetro, são relacionadas a seguir as tabelas da NBR 5410 que trazem os fatores de correção res- pectivos, com a indicação dos tipos de linhas, ou arranjos de referência, a que os fatores se aplicam. Temperatura ambiente (todos os arranjos de referência, exceto o D): tabela 35. Temperatura do solo (linhas enterradas, arranjo de refe- rência D): tabela 35. Resistividade térmica do solo (linhas enterradas, arran- jo de referência D): tabela 36. Agrupamento, linhas enterradas (arranjo de referência D): tabela 38 para cabos diretamente enterrados e tabela 39 para cabos em eletrodutos enterrados. Agrupamento, linhas fechadas em geral (arranjos de referência A2, A1, B2, B1): tabela 37, linha 1 Agrupamento, linhas abertas enquadráveis no arranjo de referência C: tabela 37, linhas 2 e 3, para uma única ca- mada de condutores; tabela 42 para várias camadas. Agrupamento, linhas abertas enquadráveis nos arran- jos de referência E e F: tabela 37, linhas 4 e 5, para uma úni- ca camada de condutores; tabela 42 para várias camadas. A tabela II, que é uma versão ligeiramente adaptada da tabela I, indica onde se localizam, na NBR 5410, os fatores de correção por agrupamento aplicáveis a cada tipo de linha. Notas (1) No geral, as capacidades de condução de corrente indicadas pela NBR 5410, para todas as seções de condutores, seguem a ordem crescente apre- sentada. A convergência não chega a ser absoluta porque numa pequena faixa de seções, menores, o arranjo de referência D chegar a ser um pouco mais favorável que o C. É o único caso de “cruzamento” de valores de capacidade de corrente entre arranjos. (2) Neste grupo, há um único tipo de linha que não poderia ser considerado como "linha aberta": aquele constituído por cabos unipolares ou cabo mul- tipolar embutido(s) diretamente em alvenaria. Todavia, tanto a NBR 5410 como a IEC 60364 o enquadram no arranjo de referência C, assimilando-o, portanto, às linhas abertas que caracterizam este arranjo. 121 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores © Copyright - Revista Eletricidade Moderna ’ B © Copyright - Revista Eletricidade Moderna 125 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores Em 6.2.11.3.5, a NBR 5410 recomenda que o volume de material combustível dos cabos — isolação, cobertura, capa interna, enchimento, enfim, tudo que for material combustível empregado na fabricação dos cabos — não exceda, por metro linear de linha elétrica em bandeja e leito, 3,5 dm3 para cabos da categoria BF da NBR 6812 ou 7,0 dm3 para cabos da categoria AF ou AF/R da NBR 6812. A norma NBR 6812 é a que descreve o chamado ensaio de queima vertical (fo- gueira). Esse ensaio destina-se a verificar as características do cabo quanto à não- propagação e auto-extinção do fogo. No ensaio, realizado numa câmara especial, um feixe de cabos de mesma seção e cerca de 3 m de comprimento é alojado em um leito vertical e submetido à chama de um queimador, devendo então a amostra apresentar determinados resultados, especifica- dos na norma, para que seja considerada aprovada. As categorias AF e BF de que fala a NBR 6812 não se referem a tipos de cabos, mas sim ao volume de material não metálico en- volvido no ensaio — em última análise, ao número de cabos que comporão a amostra (feixe). E é aí que entram os dois valores ci- tados na NBR 5410, e extraídos da NBR 6812. Com efeito, num ensaio de queima vertical da categoria BF a quantidade de cabos (ou de segmentos de cabos) ensaiada, qualquer que seja sua seção, não deve ser inferior ao equivalente a 3,5 dm3 de material combustível por metro linear. Na categoria AF, o parâmetro é 7 dm3. Ao reproduzir esses valores na NBR 5410, os redatores da norma de insta- lações quiseram lembrar que as caracte- rísticas de não-propagação e de auto-ex- tinção (de fogo) dos cabos são garanti- das, em princípio, para até aqueles valo- res, convindo não excedê-los — ainda que se possa contar com a segurança adi- cional representada pelo fato de que nas instalações as bandejas e leitos são nor- malmente dispostos na horizontal (quer dizer, a extensão das linhas na horizontal é bem superior à dos trechos verticais), quando o ensaio é feito na vertical, uma condição mais crítica. As tabelas I e II indicam a quantidade de cabos que resultaria da aplicação da recomendação contida na NBR 5410, isto é: a partir de dados constantes de catálo- gos de fabricantes foi calculado o volume de material combustível por metro linear de cabo (v), para as diferentes seções e, a partir daí, deduzido o número de cabos que resultaria num volume total de mate- rial combustível de no máximo 3,5 dm3 por metro linear de linha elétrica (n = 3,5/v). E foi utilizado o valor de 3,5 dm3 porque os cabos de potência BT nacionais são submetidos, em sua grande maioria, ao ensaio de queima verti- cal categoria BF. Observa-se, nas tabelas, que a recomendação da NBR 5410 é restritiva, principalmente para cabos multipolares. Nessas condições, quando for necessário utilizar uma quantidade de cabos superior à indicada nas tabelas, devem ser tomadas pre- cauções para evitar uma eventual propagação de fogo, utilizan- do-se, por exemplo, barreiras corta-fogo convenientemente dis- postas ao longo da linha em bandeja, leito ou prateleira. Assim, a recomendação da norma deve ser entendida como um parâmetro a balizar a atenção do projetista para a necessidade ou não de cuidados extras com a propaga- ção de fogo.Até porque não se pode garan- tir, categoricamente, que o próprio ensaio de queima vertical, na forma atual, seja um método perfeito, definitivo, para avaliação do problema. Verificou-se, aliás, que a aera- ção do feixe de cabos pode ser um fator tão ou mais crítico, na propagação do fogo, que o volume de material combustível envolvi- do, e que se torna mais acentuado depen- dendo das seções dos cabos. CUIDADOS PARA EVITAR A PROPAGAÇÃO DE FOGO © Copyright - Revista Eletricidade Moderna 127 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores Condutores em paralelo Ouso de dois ou mais condutores em paralelo porfase — e, eventualmente, também no neutro —,ao invés de um único condutor, representa uma solução prática e econômica, quando se trata de transpor- tar correntes elevadas, geralmente em circuitos de distri- buição e em entradas de energia. Com efeito, quanto me- nor a seção do cabo, mais fácil seu manuseio e sua insta- lação e maior a corrente que pode ser conduzida por uni- dade de área. Via de regra, costuma-se limitar a seção dos conduto- res, na grande maioria das aplicações, a 240 ou 300 mm2. Assim, para correntes que exijam seções nominais maio- res, recorre-se a dois ou mais condutores por fase, eletri- camente ligados em ambas as extremidades, formando um único condutor — solução que pode ser estendida ao neutro ou ao condutor de proteção, quando for o caso. Por outro lado, não parece existir nenhuma razão de or- dem prática para colocar em paralelo condutores de se- ção nominal inferior a 50 mm2 (pelo menos nas aplica- ções correntes). A NBR 5410 prescreve, em 6.2.5.7, que sejam tomadas medidas para garantir a igual divisão de corrente entre os condutores ligados em paralelo na mesma fase (ou polari- dade, no caso de CC). Para garantir o mais possível uma igual divisão de cor- rente entre os condutores ligados numa mesma fase (ou no neutro, se for o caso), é necessário inicialmente que esses condutores: tenham o mesmo comprimento; sejam de mesmo material condutor (cobre ou alumínio); tenham a mesma seção nominal; tenham o mesmo tipo de isolação; tenham terminações iguais. Admitamos um circuito constituído por cabos unipola- res contíguos numa bandeja, leito ou prateleira, com n ca- bos por fase, sendo os cabos de cada fase agrupados lado a lado, isto é RR.....RTT.....TSS.....S Verifica-se que a distribuição de correntes será muito ir- regular entre os cabos de uma mesma fase e que haverá de- sequilíbrio também na estrela de tensões na barra da carga. A razão desses desequilíbrios é a diferença entre as indu- tâncias mútuas dos cabos. Se os cabos unipolares contíguos forem dispostos com as três fases agrupadas, isto é RSTTSRRSTTSR..... as correntes, embora diferentes nas três fases, serão iguais nos condutores de cada fase. Se tivermos cabos unipolares, ou condutores isolados, contidos em condutos fechados, cada conduto deverá conter as três fases e os diversos con- dutos deverão ter as mesmas características físicas e, prin- cipalmente no caso de condutos magnéticos fechados, é de- sejável, caso exista neutro no circuito, que cada conduto contenha seu condutor neutro. Para igualdade das correntes, não só entre os con- dutores de cada fase, como entre as três fases, e para o equilíbrio das tensões na carga, as soluções mais satis- fatórias consistem em utilizar cabos unipolares em tri- fólios ou cabos multipolares de idênticas característi- cas físicas. Para cabos unipolares em bandejas, leitos para cabos ou prateleiras, tipos comuns de linhas, em instalações indus- triais e em grandes instalações comerciais, são as seguintes as disposições mais recomendadas: 1) num mesmo plano, pode-se ter RST TSR RST TSR..... mantendo-se entre dois grupos consecutivos uma distância equivalente a um diâmetro externo de cabo, assumindo-se que os cabos de um mesmo grupo sejam dispostos de for- ma contígua (figura 1); 2) ainda num mesmo plano (e apenas no mesmo plano), uma disposição dos grupos em trifólios separados entre si de uma distância da ordem do dobro do diâmetro externo do cabo, como indicado na figura 2; Fig. 1 – Disposição com os cabos de cada grupo RST posicionados lado a lado Fig. 2 – Disposição com os cabos de cada grupo RST posi- cionados em trifólio 3) em diferentes planos, os cabos devem ser dispostos como indicado a seguir RST TSR RST TSR RST TSR ... devendo ser de 300 mm, no mínimo, a distância vertical en- tre os níveis, obedecendo-se em cada nível as recomenda- ções de 1) (figura 3). Vejamos um exemplo de dimensionamento, em que se evidencia também o uso dos fatores de agrupamento. Seja alimentar um quadro de distribuição, com três fases e PEN e uma corrente de 720 A, utilizando condu- tores de cobre com isolação de PVC e admitindo um lo- cal a 30°C, com solo a 20°C. Uma rápida olhada nas ta- belas de capacidade de condução de corrente da NBR 5410 mostra que a seção necessária será superior a 300 mm2, qualquer que seja o tipo de linha previsto. Lo- go, é conveniente utilizar condutores em paralelo. Va- mos optar por três condutores por fase e dimensionar pa- ra duas possibilidades, a) três cabos tetrapolares contidos em eletrodutos enter- rados, espaçados de 0,5 m, lado a lado, e b) três cabos tetrapolares contíguos em bandeja perfurada, considerando apenas o critério da capacidade de condução de corrente, desprezando a presença de outros circuitos. Teremos então três circuitos, cada um correspondendo a um cabo tetrapolar (3 fases + PEN), com corrente de pro- jeto IB = 720/3 = 240 A. No caso a) o fator de agrupamen- to será 0,90 (tabela 39 da NBR 5410) e a corrente fictícia de projeto IB' = 240/0,9 = 267 A, levando assim a uma se- ção nominal de 240 mm2 (vide tabela 31 da norma, linha tipo D). No caso b), o fator será 0,82 (tabela 37 da norma) e IB' = 240/0,82 = 293 A, levando a uma seção nominal de 150 mm2 (tabela 33, coluna 3). Linhas elétricas em shafts Uma das formas de instalação mais comuns em edi-fícios é aquela alojada em poços verticais, chama-dos de shafts. Trata-se de aberturas nos pisos dos andares, todas alinhadas, formando uma “chaminé” por on- de passam os condutores que alimentam as cargas ao lon- go do prédio. Esses shafts costumeiramente se transformam em objeto de grande disputa entre os responsáveis pelas instalações elé- tricas, hidráulicas, de segurança contra incêndio, de ar con- dicionado e outras utilidades, uma vez que o espaço disponi- bilizado pelos arquitetos é pouco para tantas tubulações. Para bem lutar por seu espaço nos shafts, é fundamen- tal que o profissional de instalação elétrica esteja familiari- zado com o que a NBR 5410 prescreve para tais locais. Primeiramente, vejamos a terminologia relativa aos shafts. A NBR IEC 50 (826) - Vocabulário eletrotécnico internacional - Instalações elétricas em edificações defi- ne poço como “espaço de construção vertical, estenden- do-se, geralmente, por todos os pavimentos da edifica- ção”. E espaço de construção, por sua vez — ainda con- forme a mesma norma —, “é aquele existente na estrutu- ra ou nos componentes de uma edificação, acessível ape- nas em determinados pontos”. Proteção contra incêndio Em 6.2.9.6.3, referindo-se a linhas elétricas em shafts, a NBR 5410 prescreve que toda travessia de piso deve ser obturada de modo a impedir a propagação de incêndio. Es- se bloqueio deve ser garantido por materiais capazes de suportar a ação de chama direta por um determinado tem- po. Na norma de instalações, não há referência explícita quanto ao tipo de material e seus requisitos técnicos. Na falta de uma orientação mais precisa, é razoável exigir do material que irá obturar a passagem as mesmas proprieda- des impostas, por exemplo, aos cabos conforme a IEC 60331: Tests for electric cables under fire conditions - Cir- cuit integrity, isto é, resistência à chama direta de 750°C por três horas consecutivas. Tem-se observado, em alguns casos, a utilização de concreto magro ou de gesso como elemento de obturação, além de certas “espumas” que impedem a propagação das 129 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores © Copyright - Revista Eletricidade Moderna Fig. 3 – Disposição dos cabos em diferentes planos ser unipolares ou multipolares. Quando diretamente en- terrados, eles devem ser do tipo armado (isto é, construti- vamente dotados de armação metálica) ou então providos, na instalação, de proteção mecânica adicional (figura 1). No entanto, a norma admite que sejam utilizados condutores isolados dentro de eletrodutos enterrados se não houver qualquer caixa de passagem em toda a ex- tensão da linha e se for garantida a estanqueidade do eletroduto. Prescrições para instalação Em 6.2.11.6.3 são impostas, para as linhas enterradas de qualquer tipo, as profundidades de (ver figura 2): 0,70 m em terreno normal; e de 1 m na travessia de vias acessíveis a veículos e numa zo- na de 0,50 m de largura, de um e de outro lado dessas vias. Essas profundidades podem ser reduzidas em terre- no rochoso ou quando os cabos estiverem protegidos, por exemplo, por eletrodutos que suportem sem danos as influências externas a que possam ser submetidos. Sobre a sinalização de linhas enterradas, a NBR 5410 exige sinalização contínua por elemento de advertência não sujeito a corrosão (fita colorida, por exemplo) e disposto a, no mínimo, 10 cm acima da linha (6.2.11.6.6). Caso a linha elétrica enterrada venha a cruzar com outra linha, também elétrica, deve ser observado um afastamento mínimo de 0,20 m entre elas. Em relação a condutos de outras linhas que não elétri- cas, o afastamento mínimo também é de 0,20 m, qualquer que seja a situação relativa das duas linhas, de cruzamento ou de simples aproximação. A distância, portanto, é a mí- nima admissível entre dois pontos quaisquer das duas li- nhas. Mas a norma permite uma redução desse afastamen- to quando as linhas elétricas e os condutos de outras insta- lações forem separados por meios que garantam uma segu- rança equivalente. Linhas elétricas em locais de afluência de público ANBR 5410 estabelece que devem ser tomadas me-didas especiais para a prevenção de incêndios emlocais de afluência de público. Essas medidas são reiteradas e reforçadas na NBR 13570 - “Instalações elétricas em locais de afluência de público - Procedimento”. Os locais de afluência de público são designados na NBR 5410, em sua tabela 15, pela classificação BD3 e BD4. O código BD refere-se às condições de fuga das pessoas em emergências, a saber: – BD3 é uma situação de fuga “incômoda”, típica de locais de alta densidade de ocupação e condições de fuga fáceis. São os casos de teatros, cinemas e áreas de circulação de shopping centers, onde há (ou deveria haver) grandes e muitas saídas de emergência disponíveis; – BD4 é uma situação de fuga “longa e incômoda”, carac- terística de locais de alta densidade de ocupação e condições de fuga difíceis. Exemplos destes locais são hotéis e hospitais. Mas a NBR 5410 fala apenas em “alta densidade de ocu- pação”, sem especificar exatamente de quantas pessoas se es- tá tratando em cada caso. A NBR 13570 esclarece melhor o assunto: em sua tabela A.1, ela estabelece a quantidade de pessoas a partir da qual um dado local passa a ser considera- do como de afluência de público. A seguir, na tabela A.2, a norma aponta a classificação BD para cada tipo de local. Como exemplo de aplicação destas tabelas, vamos to- mar os cinemas. Conforme o item 02 da tabela A.1 (trans- crita parcialmente na tabela I aqui publicada), qualquer cinema com capacidade a partir de 50 pessoas já é consi- derado um local de afluência de público. E, pelo item 01 da tabela A.2 (também transcrita em parte aqui, na tabela II), um cinema deve ser classificado como BD3 ou BD4 — o que, neste caso, não é relevante, pois as prescri- ções são as mesmas para as duas classificações. É importante destacar, como faz o item 1.4 da NBR 13570, que a norma não se aplica aos ambientes não acessí- veis ao público, tais como salas administrativas, técnicas ou operacionais. Assim, em nosso exemplo anterior, a sala da ge- 135 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores © Copyright - Revista Eletricidade Moderna Fig. 2 – Em terreno normal, a profundidade mínima dos ca- bos diretamente enterrados deve ser de 0,70 m em relação à superfície do solo; esse valor deve ser aumentado para 1,00 m na travessia de vias acessíveis a veículos, incluindo uma faixa contígua de 0,50 m em ambos os lados da via. rência do cinema ou a sala de projeção dos filmes, onde não há acesso de grande quantidade de pessoas, não são locais BD3 ou BD4 (seriam tipicamente locais BD1) e, dessa forma, a instalação elétrica no interior de tais salas segue as prescri- ções gerais da NBR 5410. Em seu item 4.2 Seleção e instalação das linhas elétricas, a NBR 13570 aponta uma série de medidas específicas apli- cáveis a locais de afluência de público. Antes de mais nada, em locais BD3 ou BD4 somente po- dem ser utilizados condutores de cobre (4.2.1). Isto evita os riscos potenciais de elevações de temperaturas indesejadas em ligações com cabos de alumínio. Além disso, todos os ca- bos utilizados têm de ser do tipo antichama (4.2.2) — melhor dizendo, no mínimo antichama. Pois, dependendo do tipo de linha, cabos e condutos devem atender a exigências adicio- nais, como veremos. Linhas “abertas” As linhas elétricas aparentes constituídas por condutos abertos devem utilizar cabos e condutos livres de halogê- nios e com baixa emissão de fumaça e gases tóxicos (4.2.4.a, 4.2.4.b). Isso quer dizer que nos locais indicados, quando as linhas não forem embutidas e utilizarem eletro- calhas sem tampa, leitos, suportes, prateleiras, etc., ou seja, um conduto no qual o cabo pode ser diretamente atingido pelo fogo, é obrigatório o uso de cabos que atendam à nor- ma NBR 13248 – “Cabos de potência e controle com iso- lação sólida extrudada e com baixa emissão de fumaça, pa- ra tensões de isolamento até 1 kV – Especificação”. Tais cabos, quando queimam, praticamente não emitem fumaça nem gases prejudiciais à saúde (tóxicos) e à integridade do patrimônio (corrosivos). Além disso, como mencionado, os próprios condu- tos têm de ser isentos de fumaça, o que leva, na prática, a condutos metálicos (figura 1). 136 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores4 © Copyright - Revista Eletricidade Moderna Fig. 1 – Instalação em linha aparente com conduto aberto em locais BD3 e BD4 Fig. 3 – Instalação em linha aparente com conduto fechado em locais BD3 e BD4 Fig. 2 – Instalação em linha aparente com cabo diretamen- te fixado, em locais BD3 e BD4 Naturalmente, a obrigatoriedade de cabos antichama e isentos de fumaça também se aplica a linhas aparentes em que o cabo é diretamente fixado em parede ou teto. E nes- te caso a linha (ou seja, o cabo) deve estar, no mínimo, 2,5 m acima do piso acabado (4.2.4.a) (figura 2). A exigência de cabos e condutos que não emitam fu- maça é mais do que justificável. Levantamentos realiza- dos após grandes incêndios com vítimas (edifícios An- draus, Joelma, Grande Avenida, Andorinhas, etc.) revela- ram que a maioria das mortes ocorreu por asfixia, devido à grande quantidade de fumaça no local. É claro que os cabos e os condutos não são os únicos responsáveis pela geração da fumaça durante um incêndio, mas eles contri- buem com uma parcela importante, tanto em quantidade quanto em toxicidade. Condutos fechados Quando os condutos forem fechados (eletrodutos, eletrocalhas com tampas), eles é que devem ser anticha- ma e não emitir fumaça, enquanto os cabos em seu inte- rior podem ser “apenas” antichama (4.2.4.c). Até o mo- mento, os únicos condutos fechados que atendem às exi- gências mencionadas são aqueles fabricados com mate- riais metálicos (eletrodutos metálicos, eletrocalhas metá- licas, etc.) (figura 3). Linhas embutidas As linhas embutidas devem estar envolvidas por mate- rial incombustível (4.2.3). Isto é obtido naturalmente em instalações de eletrodutos em alvenaria, por exemplo (fi- gura 4). Observe-se que nestes casos os cabos podem ser “apenas” antichama e os condutos podem ser metálicos ou isolantes. Em nenhuma hipótese é permitida, nos lo- cais analisados, a instalação de cabos diretamente embu- tidos em alvenaria (4.2.5). 137 4 Guia EM da NBR 5410 Linhas Elétricas - Condutores © Copyright - Revista Eletricidade Moderna Fig. 4 – Instalação em linha embutida em locais BD3 e BD4