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Dimensionamento de Condutores: Tensão, Potência, Sistemas Elétricos e Aterramento, Notas de aula de Engenharia Elétrica

Instituto Unificado de Ensino Superior Objetivo (IUESO)Engenharia Elétrica

Este documento aborda o processo de dimensionamento de condutores elétricos, incluindo fatores básicos como tensão nominal, freqüência nominal, potência ou corrente da carga, fator de potência, tipo de sistema, método de instalação e tipos de carga. Além disso, discute os sistemas monofásicos, bifásicos e trifásicos, sistemas de distribuição, e o sistema de aterramento, incluindo a simbologia e os sistemas tn, tt, it.

Tipologia: Notas de aula

Antes de 2010

Compartilhado em 03/10/2010

cleber-lima-7
cleber-lima-7 🇧🇷

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Dimensionamento de condutores:
Condutores alimentadores:
O dimensionamento de um condutor deve ser precedido de análise
detalhada das condições de sua instalação e da carga a ser suprida.
Os fatores básicos que envolvem o dimensionamento de um condutor
são:
tensão nominal;
freqüência nominal;
potência ou corrente da carga a ser suprida;
fator de potência;
tipo de sistema: monofásico, bifásico ou trifásico;
método de instalação dos condutores;
tipos de carga: iluminação, motores, capacitores, etc.:
distância da carga ao ponto de suprimento;
corrente de curto circuito.
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Baixe Dimensionamento de Condutores: Tensão, Potência, Sistemas Elétricos e Aterramento e outras Notas de aula em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity!

 Condutores alimentadores:

 O dimensionamento de um condutor deve ser precedido de análise

detalhada das condições de sua instalação e da carga a ser suprida.

 Os fatores básicos que envolvem o dimensionamento de um condutor

são:

 tensão nominal;

 freqüência nominal;

 potência ou corrente da carga a ser suprida;

 fator de potência;

 tipo de sistema: monofásico, bifásico ou trifásico;

 método de instalação dos condutores;

 tipos de carga: iluminação, motores, capacitores, etc.:

 distância da carga ao ponto de suprimento;

 corrente de curto circuito.

 Fios e cabos condutores:

 Normalmente a escolha do elemento condutor dos fios e cabos elétricos nas

instalações industriais recai sobre o cobre. Em alguns casos (seções iguais ou superiores a 10mm^2 ) é permitido o uso de condutores de alumínio.

 Sistemas de distribuição (condutores vivos):

 Sistemas monofásicos de dois fios (F-N):

• Baixa carga instalada, residências, prédios comerciais.

 Sistemas monofásicos de três condutores:

• É aplicado em pequenas instalações residenciais e comerciais, seu uso é

limitado: Sistema monofásico Sistema monofásico a três condutores

 Sistema trifásico de quatro condutores (3F-N):

• É^ o^ sistema^ secundário^ de^ distribuição^ mais^ comumente

empregado nas instalações elétricas industriais. Normalmente é

utilizada a configuração estrela com o ponto neutro aterrado,

podendo-se obter as seguintes variedades de circuitos:

 a quatro condutores: 220Y/127V; 380Y/220V; 440Y/254V;

208Y/120V;

 a três condutores: 440 V; 380 V; 220 V;

 a dois condutores: 127 V; 220 V.

Sistema trifásico a quatro condutores em Y Sistema trifásico a cinco condutores

 Sistema de aterramento:

 Simbologia:

a) Primeira letra: situação da alimentação em relação à terra:

• T – um ponto diretamente aterrado;

• I – isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou aterramento

de um ponto através de uma impedância.

b) Segunda letra: situação das massas em relação à terra:

• T^ –^ massas^ diretamente^ aterradas,^ independentemente^ do

aterramento eventual de um ponto de alimentação;

• N – massas ligadas diretamente ao ponto de alimentação aterrado

(em corrente alternada, o ponto de aterramento normalmente é o ponto neutro).

c) Outras letras: disposição do condutor neutro e do condutor de proteção:

• S – funções de neutro e de proteção asseguradas por condutores

distintos;

• C^ –^ funções^ de^ neutro^ e^ de^ proteção^ combinadas^ em^ um^ único

condutor (PEN).

  • Os dispositivos de proteção^ e as seções dos condutores, segundo a NBR 5410, devem ser escolhidos de forma que, ocorrendo em qualquer ponto uma falta de impedância desprezível entre um condutor de fase e o condutor de proteção ou uma massa, o seccionamento se faça automaticamente em um tempo máximo igual ao especificado. Isto pode ser atendido se for cumprida a seguinte condição: Zs – impedância do percurso da corrente de defeito; Vfn – tensão nominal entre fase e terra ou entre fase e neutro; Iat – corrente de defeito fase terra que assegura o disparo da proteção num tempo máximo igual aos valores adiante estabelecidos e de acordo com a situação a seguir definida. Z (^) sIatV fn
  • Situação 1: Contato com partes não condutoras ou partes não condutoras contendo elementos condutores. Para tensões de fase e neutro, os tempos máximos de contato são:  (^) 115/120/127V – 0,80 s;  (^) 220/227 V – 0,40 s;  (^) 400 V – 0,20 s;  (^) > 400 V – 0,10 s.
  • Situação 2: Contato com partes condutoras. Para tensões de fase e neutro, os tempos máximos de contato são:  (^) 115/120/127V – 0,35 s;  (^) 220/227 V – 0,20 s;  (^) 400 V – 0,05 s;  (^) > 400 V – 0,02 s.
  • A impedância Zs pode ser determinada através da seguinte equação: Rt – resistência vista do secundário do transformador da subestação, em Ω; Xt – reatância vista do secundário do transformador da subestação, em Ω; Rc – resistência dos condutores fase que se estendem desde o secundário do transformador até o ponto de falta, em Ω; Xc – reatância dos condutores fase que se estendem desde o secundário do transformador até o ponto de falta, em Ω; Rp – resistência do condutor de proteção, em Ω; Xp – reatância do condutor de proteção. Z (^) sRtRcRpj ( XtXcXo )

b) Sistema TN-C:

• É comumente conhecido como sistema de quatro condutores.

Sistema TN-C Sistema TN-C em curto-circuito monopolar

c) Sistema TN-C-S:

• É aquele no qual as funções de neutro e de proteção são

combinadas num único condutor em uma parte do sistema.

  • Para^ assegurar^ que,^ na^ ocorrência^ de^ uma^ falta^ entre^ fase^ e^ massa,^ o dispositivo de proteção seccione o circuito de alimentação, a tensão de contato presumida não deve ser superior à tensão de contato limite. Para isso deve-se estabelecer a seguinte condição: Ram – resistência de aterramento das massas, isto é, a soma das resistências do eletrodo de aterramento e dos condutores de proteção; Idr – corrente diferencial-residual nominal;
  • A tensão de contato a que poderia ficar submetida uma pessoa que estaria tocando uma carcaça energizada acidentalmente num sistema TT pode ser dada pela equação abaixo; Vc – tensão de contato; Rte – resistência de terra da subestação ou do início da instalação, podendo compreender a resistência da malha de terra Rm e do resistor de aterramento Rat. R (^) amIdrV l am te c fn R R V V  1 

 Sistema IT:

• É aquele em que o ponto de alimentação não esta diretamente

aterrado. As instalações são isoladas da terra ou aterradas por uma

impedância Z de valor suficientemente elevado, sendo esta ligação

feita no ponto neutro da fonte, se ela estiver ligada em estrela, ou

em um ponto neutro artificial.

• Este sistema é caracterizado quando a corrente resultante de uma

única falta fase-massa não possui intensidade suficiente para

provocar o surgimento de tensões perigosas.

b) Instalações alimentadas por transformador de separação

com tensão primária inferior a 1.000 V, desde que

verificadas as seguintes condições:

• A instalação seja utilizada apenas para circuito de comando;

• A continuidade de alimentação de comando seja essencial;

• A manutenção e a supervisão da instalação estejam a cargo

de pessoa habilitada de acordo com as características BA4 e

BA5 (NBR 5410/97).

• Exista um sistema de detecção permanente de falta à terra;

• Circuito com alimentação separada, de reduzida extensão, em

instalações hospitalares, onde a continuidade de alimentação e

a segurança dos pacientes sejam essenciais.

• Instalação exclusivamente para alimentação de fornos e arco.