Como dimensionar um condutor?

Olá amigos, no artigo de hoje vamos falar sobre dimensionamento e como dimensionar um condutor ou os condutores elétricos para as instalações elétricas, no final do artigo há alguns exemplos com cálculos realizados.



Primeiro o que é o Dimensionamento?

Consiste em determinar a seção mínima do condutor de  forma  que  suportem  simultaneamente  o
aquecimento excessivo e a queda de tensão durante a passagem da corrente.

Quanto melhor a troca térmica entre o condutor com o ambiente da instalação, menor é sua seção nominal e degradação da isolação

➤Objetivo Principal do Dimensionamento

Determinar a seção nominal dos condutores de fase.

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Calcular a corrente que os condutores de um circuito devem suportar em condições nominais de funcionamento

O condutor de neutro e o condutor de proteção são determinados em função dos condutores de fase

O dimensionamento técnico de um circuito corresponde à aplicação dos diversos itens da NBR
5410:2004 relativos à escolha da seção de um condutor e do seu respectivo dispositivo de proteção.

Para considerarmos  um  circuito  corretamente dimensionado, é necessário aplicar os critérios da
norma.

1. Capacidade de condução de corrente;
2. Queda de tensão;
3. Seção mínima;

Em princípio, cada um deles pode resultar numa seção diferente. E a seção a ser finalmente adotada é a maior dentre todas as seções obtidas.

Roteiro de dimensionamento

➨ Inicialmente, determinam-se as seções dos condutores
conforme:

➦ Critérios da capacidade de corrente
➦ Limites de queda de tensão

➨ Adota-se como resultado a maior seção

➨ Escolhe-se o condutor padronizado comercialmente com uma seção nominal maior ou igual a seção calculada

➨ Verifica-se a capacidade dos condutores com relação às sobrecargas e curto-circuitos de forma a garantir que as temperaturas admissíveis para os condutores não sejam ultrapassadas.

Capacidade de Condução de Corrente

Ao circular uma corrente elétrica em um condutor, ele aquece e o calor gerado é transferido para o

ambiente em redor, dissipando-se.

Perdas por efeito Joule e degradação da isolação

Objetivo

➨ O critério visa garantir uma vida satisfatória a condutores e isolações submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação de correntes durante períodos prolongados em serviço normal.

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Tipo de isolação

➨ Determina temperatura máxima em regime contínuo, sobrecarga e curto-circuito.


Métodos de referência

➨ A maneira como os condutores são instalados influencia na capacidade de troca térmica entre os condutores e o ambiente.

➦ Eletrodutos embutidos ou aparentes
➦ Canaletas ou bandejas
➦ Subterrâneos
➦ Diretamente aterrados ou ao ar livre
➦ Cabos unipolares ou multipolares
➦ Critério

Métodos de referência

➨ A tabela 33 da NBR 5410:2004 define as diversas maneiras de instalar (tipos de linhas elétricas), codificando-as conforme uma LETRA e um NÚMERO.

➦ O código corresponde ao método de referência a ser utilizado  na  determinação  da  capacidade  de condução de corrente.

Para um circuito com diferentes maneiras de instalar considerar a condição mais desfavorável de troca térmica com o meio ambiente.

Métodos de referência



Corrente Nominal ou Corrente do Projeto

➨ É a corrente que os condutores de um circuito de distribuição ou circuito terminal devem suportar, levando- se em consideração as suas características nominais.

➨ Dependendo do tipo de circuito monofásico (fase e neutro), pode ser utilizada uma das seguintes equações:

Resistivo (Lâmpadas incandescentes e resistências).

Indutivos (Reatores, Motores).

Corrente Nominal ou Corrente do Projeto

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➨ Para circuitos trifásicos, pode-se utilizar uma das seguintes equações:


Número de condutores carregados

Aquele que efetivamente é percorrido pela corrente elétrica (fase e neutro).

➨  Circuitos de distribuição (iluminação e tomadas)
➨  Circuitos alimentadores de transformadores 1ϕ
➨  Circuitos de tomadas de uso específico (220V)
➨  Alimentadores gerais de quadros 2ϕ
➨  Circuitos de distribuição para motores 3ϕ
➨  Alimentadores gerais de quadros trifásicos

Número de condutores carregados

Para 4 condutores carregados aplicar o fator de 0,86 às capacidades de condução válidas para 3 condutores carregados.

Seção nominal do condutor para Temperatura Ambiente de 30ºC ou para Temperatura de solo de 20ºC

➨ As capacidades de condução de corrente dadas nas tabelas 36 a 39 referem-se a funcionamento contínuo em regime permanente (fator de carga 100%), em corrente contínua ou em corrente alternada com frequência de 50 Hz ou 60 Hz.

Seção nominal do condutor para Temperatura Ambiente de 30ºC ou para Temperatura de solo de
20ºC
➨  Pré-definidos

i. Tipo de isolação dos condutores
ii. Método de referência (Maneira de instalar o circuito)
iii. Corrente nominal ou corrente de projeto
iv. Número de condutores carregados


 Fatores de correção de corrente de projeto

➨ Ideia: adequar cada caso específico às condições para os quais foram elaboradas as tabelas 36 a 39, aplicando quando necessário os seguinte fatores de correção a corrente de projeto:

➦ Fator de correção de temperatura ( FCT)
➦ Fator de correção de agrupamento (FCA)
➦ Fator de correção devido à resistividade térmica do
solo (FCR)

Fator de correção para Temperatura Ambiente
➨  Usado em ambientes cuja temperatura difere de 30ºC e de solos com temperaturas diferentes de 20ºC

➦ O valor da temperatura ambiente a utilizar é o da temperatura  do  meio  circundante  quando  o
condutor considerado não estiver carregado.


Fator de correção para Temperatura Ambiente



Fator de correção para Resistividade Térmica do Solo

➨ Usado em linhas subterrâneas, onde a resistividade térmica do solo seja diferente de 2,5 K.m/W. caso típico de solos secos.

➦ Solos úmidos possuem valores menores
➦ Solos secos apresentam valores maiores
➦ Aplicado somente quando houver um indicação precisa da resistividade térmica do solo

Fator de correção para Resistividade Térmica do Solo



Fator de correção para Agrupamento de Circuitos

 ➨ Usado quando há vários circuitos no mesmo eletroduto, calha, bandeja, etc.

➦ Os valores de capacidade de condução de corrente são válidos  para o número  de condutores
carregados que se encontra indicado em cada uma de suas colunas.


Fator de correção para Agrupamento de Circuitos



Corrente Corrigida

➨ É um valor fictício da corrente do circuito, obtida pela aplicação dos fatores de correção à corrente de projeto normatizada.


 Seção nominal mínima



 Seção nominal mínima

➨ Os condutores de neutro devem possuir a mesma seção do condutor fase nos seguintes casos:

➨ Circuitos monofásicos e bifásicos neutro;

➨ Circuitos trifásicos, quando a seção do condutor fase for inferior a 25 mm 2 .

➨ Circuitos trifásicos, quando for prevista a presença de harmônicos.

As seções mínimas são ditadas por razões mecânicas

Aplicação do critério

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➨ Pré-definidos

i. Tipo de isolação dos condutores
ii. Método de referência (Maneira de instalar o circuito)
iii. Corrente nominal ou corrente de projeto
iv. Número de condutores carregados

➨ Seção nominal do condutor para Temperatura Ambiente de 30ºC ou para Temperatura de solo de 20ºC

➨ Aplicação dos fatores de correção
➨ Verificação da seção mínima

Exemplo 1:

➨ dimensionar os condutores para um circuito terminal (F-F) de um chuveiro, tendo como dados: P=5400 W, V=220 V, FP=1, isolação de PVC, eletroduto de PVC embutido em alvenaria; temperatura ambiente: 30 °C.


Solução:

➨ Informações predefinidas
➨ Condutores carregados: 2 (fases)
➨ Tipo de isolação: PVC
➨ Temperatura Ambiente: 30ºC
➨ método de instalação: 7-B1
➨ Corrente do projeto




Solução:

➨ Cálculo da corrente corrigida



Exemplo 2:

➨ dimensionar os condutores para um circuito de tomadas da cozinha, tendo como dados: S=2000 VA, V=127 V, isolação de PVC, eletroduto de PVC embutido em alvenaria; temperatura ambiente: 30 °C.


Solução:

➨ Informações predefinidas
➨ Condutores carregados: 2 (fase e neutro)
➨ Tipo de isolação: PVC
➨ Temperatura Ambiente: 30ºC
➨ método de instalação: 7-B1




Solução:

➨ Cálculo da corrente corrigida



Solução:

➨ No entanto, pela tabela 47, a seção mínima para condutores de circuitos de tomada de corrente é 2,5 mm2

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➨ Seção que deve ser adotada para os condutores neutro, fase e proteção

➨ Cálculo da corrente corrigida




Até o próximo artigo.

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