Instalações Elétricas, 16ª edição

Autor(es): CREDER, Hélio
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Prestes a completar meio século da primeira publicação, Instalações Elétricas chega à sua 16ª edição como a maior referência bibliográfica sobre o tema na literatura técnica brasileira. Hélio Creder, ícone da Engenharia no país, deixou legado indelével tanto no mercado profissional quanto no meio acadêmico. Uma equipe renomada, liderada pelo Professor Luiz Sebastião Costa, cuidou com esmero e profundo saber da atualização desta incomparável obra. Objetiva e didática, esta publicação consegue aliar teorias à prática, com maestria, no que consiste em uma das características mais importantes e valiosas a profissionais da área e também a docentes e estudantes de graduação em Engenharia, além de cursos tecnólogos e técnicos. O conteúdo foi atualizado de acordo com as especificações vigentes na área (em especial a Norma ABNT NBR ISO/CIE 8995 1:2013), uma das premissas imprescindíveis a um livro que pretenda discorrer sobre o tema. A utilização de ferramentas computacionais – como o programa DIALux – auxiliam na aprendizagem eficiente de projeções e instalações.

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1 Introdução as Instalações Elétricas de Baixa Tensão

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Creder — Prova 4 — 13/7/2015 — Maluhy&Co. — página 1

Introdução às Instalações

Elétricas de Baixa Tensão

. Generalidades

O objetivo deste livro é analisar o projeto e a execução das instalações elétricas de baixa tensão; porém, para que o projetista ou o instalador se situe melhor, é importante saber onde se localiza a sua instalação dentro de um sistema elétrico, a partir do gerador até os pontos de utilização em baixa tensão.

As instalações elétricas de baixa tensão são regulamentadas pela norma NBR :

, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que estabelece a tensão de

  volts como o limite para a baixa tensão em corrente alternada e de   volts para a corrente contínua. A frequência máxima de aplicação dessa norma é de  Hz.

A fim de visualizarmos melhor onde se encontra a nossa instalação predial dentro de um sistema elétrico, conheçamos os componentes do mesmo, desde a estação geradora até os consumidores de baixa tensão. Desse modo, compreenderemos facilmente as diferentes transformações de tensões, desde o gerador até a nossa residência. Toda a energia gerada para atender a um sistema elétrico existe sob a forma alternada trifásica, tendo sido fixada, por decreto governamental, a frequência de  ciclos/segundo para uso em todo o território brasileiro.

 

2 Conceitos Básicos Necessários aos Projetos das Instalações Elétricas

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Creder — Prova 4 — 14/7/2015 — Maluhy&Co. — página 13

Conceitos Básicos

Necessários aos Projetos das Instalações Elétricas

Agora que já temos uma visão global de um sistema de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, estudaremos, neste capítulo, alguns conceitos básicos dos fundamentos da eletricidade e as principais leis que regulam as fórmulas e os cálculos aplicáveis.

. Preliminares

Energia é tudo aquilo capaz de produzir trabalho, de realizar uma ação (por exemplo, produzir calor, luz, radiação etc.). Em sentido geral, poderia ser definida como essência básica de todas as coisas, responsável por todos os processos de transformação, propagação e interação que ocorrem no universo.

A energia elétrica é um tipo especial de energia por meio da qual podemos obter os efeitos citados; ela é usada para transmitir e transformar a energia primária da fonte produtora que aciona os geradores em outros tipos de energia utilizados em nossas residências.

 

3 Projeto das Instalações Elétricas

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Creder — Prova 4 — 20/7/2015 — Maluhy&Co. — página 55

Projeto das

Instalações Elétricas

. Projeto

É a previsão escrita da instalação, com todos os seus detalhes, a localização dos pontos de utilização da energia elétrica, os comandos, o trajeto dos condutores, a divisão em circuitos, a seção dos condutores, os dispositivos de manobra, a carga de cada circuito, a carga total etc.

De um modo geral, o projeto compreende quatro partes: a) Memória — onde o projetista justifica e descreve a sua solução. b) Conjunto de plantas, esquemas e detalhes — onde deverão constar todos os elementos necessários à perfeita execução do projeto. c) Especificações — onde se descrevem as características técnicas do material a ser usado e as normas aplicáveis. d) Orçamento — onde são levantados a quantidade e o custo do material e da mão de obra.

Para a execução do projeto de instalações, o projetista necessita de plantas e cortes de arquitetura, além de saber o fim a que se destina a instalação, os recursos disponíveis, a localização da rede mais próxima e quais as características elétricas da rede (aérea ou subterrânea, tensão entre fases ou fase-neutro etc.).

 

4 Dispositivos de Seccionamento e Proteção

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Creder — Prova 4 — 13/7/2015 — Maluhy&Co. — página 107

Dispositivos de

Seccionamento e Proteção

. Prescrições Gerais

Todos os condutores fase de uma instalação devem ser protegidos, por um ou mais dispositivos de seccionamento automático, contra sobrecorrentes (sobrecargas e curtoscircuitos).

Esses dispositivos devem interromper as sobrecorrentes antes que elas possam danificar, devido aos seus efeitos térmicos e mecânicos, a isolação, conexões e outros materiais próximos aos condutores.

Destaca-se que a proteção dos condutores realizada de acordo com este item não garante necessariamente a proteção dos equipamentos ligados a esses condutores.

A detecção de sobrecorrentes deve ser prevista em todos os condutores fase e deve provocar o seccionamento do condutor em que a corrente for detectada, não precisando, necessariamente, provocar o seccionamento dos outros condutores fase.

Se o seccionamento de uma só fase puder causar danos, por exemplo, no caso de motores trifásicos, devem ser tomadas medidas apropriadas para a proteção dos motores.

 

5 Aterramento de Instalações em Baixa Tensão—BT

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Creder — Prova 4 — 13/7/2015 — Maluhy&Co. — página 133

Aterramento de

Instalações em Baixa

Tensão — BT

. Sistemas de Aterramento em BT

Aterramento é a ligação de estruturas ou instalações com a terra, a fim de se estabelecer uma referência para a rede elétrica e permitir que fluam para a terra correntes elétricas de naturezas diversas, tais como:

correntes de raios; descargas eletrostáticas; correntes de filtros, supressores de surtos e para-raios de linha; correntes de faltas (defeitos) para a terra.

Nas instalações elétricas, são considerados dois tipos básicos de aterramento:

• o aterramento funcional, que consiste na ligação à terra de um dos condutores do sistema (geralmente o neutro) e está relacionado ao funcionamento correto, seguro e confiável da instalação;

• o aterramento de proteção, que consiste na ligação à terra das massas e dos elementos condutores estranhos à instalação, visando à proteção contra choques elétricos por contato direto.

 

6 Instalações para Forca Motriz e Serviços de Segurança

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Creder — Prova 4 — 14/7/2015 — Maluhy&Co. — página 155

Instalações para

Força Motriz e Serviços de Segurança

Os circuitos de distribuição para instalações de motores, aquecimento, solda elétrica ou equipamentos industriais diversos deverão ser separados dos circuitos de iluminação, podendo os circuitos alimentadores ser comuns a ambos.

. Instalações de Motores

.. Generalidades

Motor elétrico é a máquina capaz de transformar a energia elétrica em mecânica, usando, em geral, o princípio da reação entre dois campos magnéticos. A potência mecânica no eixo é expressa em hp  (horsepower) ou cv (cavalo-vapor), ou mesmo em kW. A potência elétrica de entrada é igual aos hp do motor divididos pelo rendimento, que é da ordem de % para os motores médios e ainda maior para os grandes motores.

A corrente aparente nominal do motor, em ampères, pode ser obtida por meio da seguinte expressão  :

I=

hp × 

Tensão × Fator de Potência × Rendimento

 

7 Transmissão de Dados, Circuitos de Comando e de Sinalização

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Creder — Prova 4 — 13/7/2015 — Maluhy&Co. — página 199

Transmissão de Dados,

Circuitos de Comando e de

Sinalização

. Transmissão por Fibra Ótica

.. Introdução

A fibra ótica é um novo meio de transmissão de dados em telecomunicações. Até então, usavam-se condutores de cobre e de alumínio, porém, além de serem de difícil manutenção, apresentavam sempre elevadas perdas.

Atenuação em função do comprimento de onda.

Figura .

As principais vantagens da fibra ótica são:

atenuação reduzida (ver Figura .); baixo peso e dimensões reduzidas; elevada capacidade de transmissão de dados; falta de susceptibilidade a interferências eletromagnéticas; proteção contra grampeamentos (no caso do uso em telefones); matéria-prima (sílica) de fácil obtenção.

.. Constituição da fibra ótica

A fibra ótica é constituída de um núcleo e de uma casca, concêntricos, que diferenciam-se entre si pelo índice de refração (n  e n  ) (Figura .).

 

8 Instalações de Para-raios Prediais

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Creder — Prova 4 — 13/7/2015 — Maluhy&Co. — página 213

Instalações de Para-raios

Prediais

. Generalidades sobre os Raios

.. Formação das nuvens de tempestade

A formação das nuvens de tempestade ocorre usualmente nos finais de tarde (entre as  e as h), como consequência do aquecimento da Terra pelo Sol, que produz correntes ascendentes de ar úmido, as quais vão ao encontro de camadas mais altas e mais frias da baixa atmosfera. Sobre as montanhas, o horário mais propício para a formação dessas nuvens é entre as  e as h.

O processo de formação das nuvens de tempestades inicia-se com o aquecimento da mistura de ar e vapor d’água nos dias quentes, que se expande, diminui de densidade e sobe para camadas mais frias da atmosfera. Se nessas camadas a temperatura for igual ou inferior ao ponto de orvalho (ou de condensação), o vapor volta ao estado líquido sob a forma de gotículas, dando origem às nuvens.

As nuvens comuns – chamadas de Cumulus – combinam-se em Cumulus Congestus, nuvens que produzem chuvas sem relâmpagos. Instabilidades térmicas na atmosfera promovem a transformação da nuvem Cumulus Congestus para Cumulonimbus (Cbs), nuvens convectivas eletrificadas, as quais apresentam processos internos de transporte de massa, calor e cargas elétricas, com produção de um a quatro relâmpagos por minuto.

 

9 Correção do Fator de Potência e Instalação de Capacitores

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Creder — Prova 4 — 13/7/2015 — Maluhy&Co. — página 235

Correção do Fator de

Potência e Instalação de Capacitores

. Generalidades

A correção do fator de potência constitui uma preocupação constante dos profissionais responsáveis pela manutenção, operação e pelo gerenciamento de instalações industriais, comerciais e até residenciais. Tal fato se deve à cobrança de valores adicionais pelas concessionárias de energia, correspondentes aos excedentes de demanda reativa e de consumo reativo, caso as unidades consumidoras não atendam ao limite de referência do fator de potência e aos demais critérios de faturamento estabelecidos pela ANEEL, Agência

Nacional de Energia Elétrica, em sua Resolução no- / – Condições Gerais de Fornecimento de Energia Elétrica, de  de setembro de , em seus artigos ,  e , atualmente em vigor.

Adicionalmente, o baixo fator de potência pode provocar sobrecarga em cabos e transformadores, bem como aumento das perdas no sistema, das quedas de tensão e do desgaste em dispositivos de proteção e manobra.

 

10 Técnica da Execução das Instalações Elétricas

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Creder — Prova 4 — 20/7/2015 — Maluhy&Co. — página 263

Técnica da Execução das Instalações Elétricas



. Prescrições para Instalações

As prescrições gerais para as instalações constam da NBR : e determinam, além de outras, as seguintes condições:

. As linhas elétricas de baixa tensão e as linhas de tensão superior a   volts não devem ser colocadas nas mesmas canalizações ou poços, a menos que sejam tomadas precauções adequadas para evitar que, em caso de falta, os circuitos de baixa tensão sejam submetidos a sobretensões.

. Nos espaços de construção, nos poços, galerias etc., devem ser tomadas precauções adequadas, para evitar a propagação de um incêndio.

. Os eletrodutos, calhas e blocos alveolados poderão conter condutores de mais de um circuito, nos seguintes casos: a) quando as três condições seguintes forem simultaneamente atendidas:

• os circuitos pertençam à mesma instalação, isto é, se originam de um mesmo dispositivo geral de manobra e proteção, sem a interposição de equipamentos que transformem a corrente elétrica;

 

11 Entrada de Energia Elétrica nos Prédios em Baixa Tensão

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Creder — Prova 4 — 14/7/2015 — Maluhy&Co. — página 291

Entrada de Energia

Elétrica nos Prédios em Baixa Tensão



. Disposições Gerais do Fornecimento em BT para

Algumas Concessionárias

Este capítulo, apresentado como orientação para o projeto de entrada de energia elétrica nas edificações em BT, está baseado nos padrões utilizados pela Light, uma das empresas de distribuição de energia elétrica do Estado do Rio de Janeiro, por meio do RECON-BT, bem como na resolução no- / da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica, que dispõe sobre as condições gerais de fornecimento de energia elétrica no país.

Para realização de qualquer projeto, é imprescindível a consulta aos padrões da Concessionária do local em que ele será implantado.

O limite de demanda para o atendimento de entradas de serviços coletivas, em baixa tensão, deverá ser obtido previamente pelo responsável técnico pela instalação, junto à

Concessionária, que determinará a configuração elétrica mais otimizada para o fornecimento, em função das características da carga e da rede de distribuição local (aérea ou subterrânea).

 

12 Projeto de uma Subestação Abaixadora

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Creder — Prova 4 — 13/7/2015 — Maluhy&Co. — página 317

Projeto de uma

Subestação Abaixadora



. Generalidades

Normalmente as concessionárias de serviço público de eletricidade estabelecem limites de carga para o abastecimento dos consumidores em tensão secundária, ou baixa tensão.

Para alimentação de cargas cuja soma seja superior a estes limites, há necessidade de instalação de uma subestação abaixadora, a qual deve obedecer aos padrões estabelecidos pela Concessionária, para que possa ser aprovada. A entrada será em alta tensão acima de , ou , kV, podendo, dentro de critérios locais, chegar a  kV sem entrar em subestações de alto nível de complexidade e proteção. De acordo com a ANEEL,  na sua

Seção V, parágrafos  e , temos a orientação de que compete à distribuidora informar ao interessado a tensão de fornecimento para a unidade consumidora, observando os critérios de tensão quanto à carga instalada e seus limites superiores para a escolha da tensão: secundária em rede aérea para cargas instaladas, tensão igual ou inferior a

 

13 Noções de Luminotecnica

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Creder — Prova 4 — 23/7/2015 — Maluhy&Co. — página 345



Noções de Luminotécnica

. Lâmpadas e Luminárias

As lâmpadas fornecem a energia luminosa que lhes é inerente com auxílio das luminárias, que são os seus sustentáculos, através das quais se obtêm melhor distribuição luminosa, melhor proteção contra as intempéries, permitem ligação à rede, além de proporcionarem aspecto visual agradável e estético.

Basicamente, as lâmpadas elétricas pertencem a três tipos:

• incandescentes;

• descargas;

• estado sólido – LED (Light Emitting Diode).

As lâmpadas incandescentes de uso geral, devido ao baixo rendimento luminoso, estão sendo retiradas do mercado mundial. Para tanto os Ministérios de Minas e Energia, de Ciência e Tecnologia e do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior editaram a Portaria Interministerial no- ., de //, que prevê a retirada progressiva dessas lâmpadas.

A portaria previu que, a partir de  de junho de  até  de junho de , e não surgindo nenhuma nova tecnologia que permita que essas lâmpadas se tornem mais eficientes, as lâmpadas incandescentes serão paulatinamente descontinuadas no mercado brasileiro.

 

A Exemplo de um Projeto de Instalação de um Edifício Residencial

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Creder — Prova 4 — 21/7/2015 — Maluhy&Co. — página 383

Exemplo de um

Projeto de Instalação de um Edifício Residencial

A

A fim de complementar o que se pretendeu apresentar no curso deste volume, anexaremos o extrato de um projeto completo de instalações elétricas, de uma das obras projetadas e conduzidas pelo autor. Trata-se de um edifício residencial com os seguintes pavimentos:

Subsolo — Figura A.

Pilotis — Figura A.

Pavimento tipo — Figura A.

Cobertura — Figura A.

Telhado — Figura A.

Esquema Vertical — Figura A.

Diagramas unifilares — Figura A.

Quadros de carga

Como foi dito no Capítulo , um projeto completo compreende:

• Memorial — justificativa, descritiva e de cálculo.

• Projeto propriamente dito, com desenhos em planta baixa, quadro de cargas, esquema vertical e diagramas unifilares (Figuras A. até A.).

• Especificações dos materiais, onde são descritos o material a ser empregado, as normas para a sua aplicação e um resumo dos serviços a serem executados.

 

B Roteiro para Execução de Projetos de Instalações Elétricas para Prédios Residenciais

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Creder — Prova 4 — 13/8/2015 — Maluhy&Co. — página 397

Roteiro para

Execução de Projetos de Instalações Elétricas para Prédios Residenciais

B

. Dimensionar e locar em planta pontos de luz e tomadas, quadro de distribuição,

.

.

.

.

.

.

.

.

.

interruptores e botões de campainhas (social e de serviço).

Desenhar a rede de eletrodutos.

Dividir a carga em circuitos.

Organizar o quadro de cargas e o diagrama unifilar dos apartamentos de acordo com o modelo da Figura A..

Organizar o quadro de cargas e o diagrama unifilar dos quadros de luz e força de serviço (luz dos corredores, garagem, jardins e todas as áreas do condomínio).

Colocar a fiação (fase, neutro, proteção – PE (T) e retorno) nos eletrodutos e dimensioná-los.

Locar a prumada de eletrodutos desde o quadro dos medidores (no térreo ou subsolo) até a parede ou o poço de subida aos apartamentos. Verificar, em cada andar, onde se localiza essa prumada. A alimentação dos quadros dos apartamentos é feita algumas vezes por caixas de passagens instaladas nos corredores de alguns dos andares.

 

C Dimensionamento de Circuitos em Anel

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Creder — Prova 4 — 18/8/2015 — Maluhy&Co. — página 401

Dimensionamento de

Circuitos em Anel

C

Circuitos ligados em anel são aqueles em que as correntes seguem um circuito fechado, ou seja, ramificam-se em um nó a partir do ponto de alimentação.

Circuitos Monofásicos com Fator de Potência Unitário

Na Figura C., vemos uma linha monofásica ligada em anel, na qual, no ponto a, é recebida a alimentação da fonte, e, nos pontos b, c, d e e, são feitas ligações às cargas, cujos valores das correntes constam da figura. Estão registradas também as distâncias em metros de cada braço.

Supondo o fator de potência unitário, ou seja, somente cargas resistivas, temos as seguintes fórmulas:

I = I + I

I =

∑ Il l

em que:

I  e I  = correntes aparentes nos braços, em ampères;

ΣIl = somatório dos produtos das correntes pelas distâncias, em cada braço; l = distância total.

Circuito ligado em anel.

Figura C.

 

D Instalações Telefônicas em Edifícios

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Creder — Prova 4 — 21/7/2015 — Maluhy&Co. — página 409

Instalações Telefônicas em Edifícios

D

D. Objetivo

Estas instruções têm por objetivo estabelecer os padrões e procedimentos a serem seguidos por projetistas e construtores que necessitem elaborar e obter aprovação de projetos, executar serviços e solicitar vistoria de tubulações para cabos e fios telefônicos destinados a serviços de telecomunicações em edifícios.

D. Definições

. BLOCO TERMINAL:

Bloco de material isolante, destinado a permitir a conexão de cabos e fios telefônicos.

. CAIXA:

Designação genérica para as partes da tubulação destinadas a possibilitar a passagem, emenda ou terminação de cabos e fios telefônicos.

. CAIXA DE DISTRIBUIÇÃO:

Caixa pertencente à tubulação primária, cuja finalidade é dar passagem aos cabos e fios telefônicos, bem como abrigar os blocos terminais.

. PONTO TERMINAL DA REDE (PTR):

Caixa na qual são terminados e interligados os cabos da rede externa da Concessionária e os cabos intensos do edifício.

 

Respostas dos Exercícios Propostos

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Respostas dos Exercícios

Propostos

Capítulo �

�. � ��� V, � ��� V (CC).

�. Hidráulicas e térmicas.

�. Para elevar a tensão para a L.T.

4. Radial, anel, radial seletivo.

5. Eólico, fotovoltaico e das marés.

�. Elevador

N�

N�

= �,173 espira; abaixador

= � ��,� espiras.

N�

N�

Capítulo �

�. � elétrons, � prótons e � nêutrons.

�. lomb/s.

�. �� × ���� elétrons.

�. ε = V + rI = ��� + �� = ��� volts.

�. ε = V − rI = ��� − �� = ��� volts.

�. W = � ��� × ��� = ��� kWh ou ��� × �,���� =

�.��).

�. �� × �,��� = ��,�� A.

�. R e q = �,��� Ω.





�. I =

V

���

=

= ��,� A.

R �,���

��. I � = ��� A.

��. i = ��� cos ���t

���

I m = ��� A ∴I r ms =

= ��,� A

√�

�π f = ���

���

∴f =

= ��� c/s = ��� Hz

�π

Capítulo �

�. �� mm� .

�. �%.

 

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