Instalações elétricas

Autor(es): Norberto Nery
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Princípios e aplicações das instalações elétricas são fornecidos neste livro prático, cuja linguagem é clara e objetiva.
Destinado a estudantes e a profissionais da área que desejam aperfeiçoar conhecimentos, apresenta os aspectos essenciais das instalações e do fornecimento de energia elétrica, os critérios e o dimensionamento dos equipamentos de uma instalação predial, introdução à luminotécnica, instalação de motores elétricos de indução, sistema de proteção contra descargas atmosféricas em estruturas, além de orientações gerais sobre fornecimento de energia elétrica em média tensão, sua forma de tarifação e detalhes sobre cabeamento estruturado.
A segunda edição traz novas informações no anexo A, referentes ao cabeamento estruturado e outras pequenas atualizações.

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Prefácio

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Prefácio

O objetivo desta obra, tal como nas edições anteriores, é oferecer a estudantes e profissionais que atuam na área de instalação elétrica e em outras áreas informações relevantes sobre a aplicação e o dimensionamento de equipamentos, principalmente no desenvolvimento de projetos de instalações elétricas, observando seus princípios básicos e aplicações.

Sem dúvida, o desenvolvimento da tecnologia em geral, com acréscimo de conhecimento, implantação de novos, ágeis e mais completos meios de comunicação, normas etc., torna cada vez mais curto o intervalo de tempo necessário entre atualizações de trabalhos a serem utilizados no estudo de tecnologia. Portanto, tornou-se necessária esta revisão da publicação.

Na Parte I são apresentados os aspectos essenciais das instalações elétricas, na sua representação, graus de proteção e do fornecimento de energia elétrica.

Na Parte II são descritos os materiais e critérios de dimensionamento dos principais equipamentos de uma instalação predial, observando-se as normas relativas às tomadas, aos condutores, aos disjuntores, DRs etc. Também são apresentadas informações dos padrões de entrada de energia definidos pelas concessionárias, com referência principalmente aos da AES Eletropaulo, em função da sua localização na Grande São Paulo, que tem várias atualizações desde o LIG 2014 (Livro de Instruções Gerais) e CTs (Comunicados

 

1 - Aspectos Essenciais de uma Instalação Elétrica

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Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

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Aspectos Essenciais de uma Instalação Elétrica

1.1  Introdução

Uma instalação elétrica, para ser considerada tecnicamente satisfatória, deve apresentar características que satisfaçam às exigências funcionais necessárias ao ambiente, possuir uma vida útil compatível com a da edificação e de outras utilidades, e ter um custo de instalação, manutenção e consumo de energia que seja economicamente viável, bem como atender às condições necessárias de segurança e conforto.

1.2  Exigências funcionais

Por exigências funcionais é possível entender as características que a instalação deve apresentar, de modo a assegurar que os seus objetivos funcionais sejam satisfatórios, permitindo uma utilização prática, confortável e segura pelo usuário. Para isso, a instalação deve:

�� possuir continuidade suficiente na distribuição de energia;

�� manter seus parâmetros, como a tensão, dentro de uma faixa de variação tolerável, a fim de não danificar aparelhos e componentes;

 

2 - Fornecimento de Energia Elétrica

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Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

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Fornecimento de Energia Elétrica

2.1  Introdução

Este capítulo apresenta resumidamente algumas considerações e denominações referentes à tensão obtida entre os condutores de uma instalação e a sua classificação, para serem relacionadas com as características do tipo de fornecimento a ser obtido de uma concessionária de distribuição de energia elétrica.

2.2  Classificação dos condutores

Os condutores de uma instalação podem ser classificados de acordo com a sua função e possuem as seguintes denominações: fase, neutro, retorno, PE (ou condutor de proteção, ou equipotencial, também conhecido como terra).

a) Fase: condutor mantido a um potencial elétrico diferente de terra. Usado nos sistemas comuns de geração, transmissão e distribuição de energia, em regime permanente senoidal (ou cossenoidal), com tensão (diferença de potencial) em relação à terra.

b) Neutro: condutor usado em circuitos monofásicos, que podem ser integrantes de um circuito trifásico. É mantido ao potencial de terra (neutro aterrado). De acordo com a NBR 5.410/2004 e as normas das concessionárias, deve ser utilizado o condutor com isolação na cor azul-claro para esta finalidade.

 

3 - Ligações Usuais e sua Representação Unifilar

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Capítulo 3 – LIGAÇÕES USUAIS E SUA REPRESENTAÇÃO UNIFILAR

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Ligações Usuais e sua

Representação Unifilar

3.1  Introdução

Para iniciar o projeto de uma instalação, vamos observar inicialmente que as ligações elétricas normalmente existentes em uma instalação predial são bastante comuns e devem ser de completo domínio do conhecimento do projetista ou instalador.

Obviamente, tais ligações, para atender às condições de segurança das normas, têm de obedecer a algumas regras e ao emprego de uma sequência de equipamentos com determinadas características e valores nominais, e serem de uso comum no mercado.

3.2  Tomadas de corrente e plugues

Para o fornecimento de energia a aparelhos, geralmente portáteis, existem atualmente diversos tipos e modelos de tomadas e plugues. É muito importante observar que, na utilização das tomadas de corrente de uso geral, a corrente solicitada pelo aparelho não deve ultrapassar o valor nominal do equipamento (tomada), indicado no corpo do dispositivo. As tomadas de uso residencial são de 10 A e 20 A.

 

4 - Classificação, Previsão de Potência, Quantificação e Distribuição das Tomadas

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Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

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Classificação, Previsão de Potência,

Quantificação e Distribuição das Tomadas

4.1  Previsão de potência das tomadas

Em locais de habitação, a NBR 5.410/2004 recomenda prever 100 VA por ponto de tomadas de uso geral (TUG), aquelas normalmente destinadas à alimentação de aparelhos portáteis e/ou para aparelhos com potência dessa ordem.

Em banheiros, cozinhas, copa-cozinha, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos para a alimentação de geladeira, freezer ou máquina de lavar, a norma recomenda que se considerem 600 VA para cada uma das três primeiras tomadas em cada um desses cômodos. Em particular, quando o total de TUG nesse conjunto de cômodos ultrapassar seis, a norma admite que apenas duas possam ser consideradas de 600 VA; e as restantes, de 100 VA, em cada um desses ambientes separadamente, como apresentado na Tabela 4.1.

Tabela 4.1 Quantidade e potência das tomadas de uso geral em copas, cozinhas e áreas de serviço

 

5 - Pontos de Luz e Interruptores

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Capítulo 5 – PONTOS DE LUZ E INTERRUPTORES

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Pontos de Luz e Interruptores

5.1  Atribuição de potência e localização

Para áreas de trabalho ou em atividades que necessitem de iluminação adequada, é necessária a aplicação da NBR ISO/CIE 8.995 – Norma de iluminação interna. Entretanto, em instalações residenciais e em locais que não são utilizados para a realização de trabalhos específicos, como as atividades discriminadas na NBR ISO/CIE 8.995, com

área inferior a 30 m2, é admissível a previsão de carga conforme o critério sugerido pela NBR 5.410/2004, descrito a seguir.

Para a previsão de carga para iluminação em instalações residenciais e acomodações de hotéis, motéis e similares com áreas inferiores a 6 m2, deve ser considerado pelo menos um ponto de luz fixo no teto, com potência mínima de 100 VA, comandado por interruptor de parede. Para cada acréscimo de 4 m2 inteiros, acima dos primeiros 10 m2, deve-se adicionar 60 W à potência prevista para o ponto.

 

6 - Distribuição de Cargas em Circuitos, Quadros de Distribuição, Indicação da Rede de Eletrodutos e Condutores

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Capítulo 6 – DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS EM CIRCUITOS, QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO, INDICAÇÃO DA REDE DE ELETRODUTOS E CONDUTORES

6

Distribuição de Cargas em

Circuitos, Quadros de Distribuição,

Indicação da Rede de Eletrodutos e

Condutores

6.1  Introdução

Após a atribuição de potência às tomadas e aos pontos de luz da instalação, deve-se efetuar a distribuição de cargas em circuitos.

É importantíssimo distribuir adequadamente as cargas de uma instalação em circuitos, pois, caso isso não seja realizado, a instalação apresentará problemas tanto na sua operação quanto na sua manutenção.

Circuito, em instalações elétricas, é um conjunto de cargas alimentadas pelos mesmos condutores, que são protegidos contra sobrecorrentes pelos mesmos dispositivos de proteção (fusível, disjuntor).

A instalação deve ser dividida em circuitos, principalmente a fim de:

a) limitar as consequências de uma falha na instalação, de modo que a proteção mantenha sem energia apenas as cargas do circuito com defeito;

 

7 - Condutores Elétricos

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Capítulo 7 – CONDUTORES ELÉTRICOS

7

Condutores Elétricos

7.1  Introdução

Um dos elementos mais importantes de uma instalação elétrica é seu conjunto de condutores.

Entende-se por condutor o elemento metálico, geralmente de forma cilíndrica, utilizado com a função específica do transporte de energia elétrica.

7.2  Classificação quanto ao formato

Gentilmente cedida pela Prysmian.

Entende-se por fio o elemento metálico de seção maciça. Os fios podem ser utilizados diretamente como condutores (condutor singelo), isolados (fio isolado) ou não

(fio nu), ou podem ser produtos semiacabados destinados à fabricação de cabos. Têm pouca flexibilidade, razão pela qual não são construídos com seção maior que 10 mm2 .

Em virtude da grande utilização, têm custo baixo e são encontrados à venda em rolos de 100 m (Figura 7.1).

Construção

Condutor

1. Metal: fio de cobre nu, têmpera mole. Encordoamento: classe 1 (sólido).

 

8 - Dispositivos de proteção

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Capítulo 8 – DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

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Dispositivos de proteção

8.1  Introdução

Para iniciar este capítulo, é necessário esclarecer que, para acompanhar as prescrições fundamentais da NBR 5.410/2004, que são destinadas a garantir a segurança de pessoas, animais domésticos e bens contra os perigos e danos que possam resultar da utilização das instalações elétricas em condições que possam ser previstas, cumpre ressaltar que elas são definidas na norma em:

a) proteção contra choques elétricos; b) proteção contra efeitos térmicos; c) proteção contra sobrecorrentes; d) proteção contra sobretensões.

É importante salientar que o não acompanhamento das normas em instalações elétricas produz insegurança e ocasiona danos pessoais e ao patrimônio, que poderiam, sem grandes investimentos, ser bastante reduzidos com o uso dos dispositivos adequados.

Para o estudo das proteções, este capítulo se iniciará pelos efeitos térmicos, pois são mais simples de serem analisados, e, posteriormente, serão analisados os dispositivos utilizados nessa função, fusíveis e disjuntores termomagnéticos, tipos e características.

 

9 - Métodos de Instalação

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Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

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Métodos de Instalação

9.1  Introdução

Na determinação da capacidade de condução de corrente dos condutores para seu dimensionamento para um circuito, é fundamental a definição correta do método de instalação, já que está relacionada à sua capacidade de dissipação de calor. Condutos, conforme a NBR IEC 50 (826), são elementos da linha elétrica destinados a conter os condutores.

9.2  Condutos: tipos e acessórios

Na prática, são utilizados e identificados de várias formas (normalizadas e não normalizadas) os equipamentos utilizados para a passagem de condutores em uma instalação elétrica (como empregados na Tabela 7.5 do Capítulo 7, que classifica métodos de instalação de linhas elétricas). Além das opções também possíveis e consideradas de instalação ao ar livre, estão aquelas em bandejas, leitos, prateleiras, suportes horizontais e diretamente fixados em paredes ou tetos.

Na referida Tabela 7.5, que apresenta os tipos de linhas elétricas, há a classificação do método de referência a utilizar para o dimensionamento de condutores conforme a capacidade de condução de corrente, que podem resumidamente ser classificados conforme mostra a Tabela 9.1.

 

10 - Projeto e Dimensionamento da Entrada e Distribuição Elétrica

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Capítulo 10 – PROJETO E DIMENSIONAMENTO DA ENTRADA E DISTRIBUIÇÃO ELÉTRICA

e Dimensionamento da

10 Projeto

Entrada e Distribuição Elétrica

10.1  Entrada de serviço

Denomina-se entrada de serviço o conjunto de condutores, equipamentos e acessórios compreendidos entre o ponto de derivação da rede secundária de distribuição da concessionária e a medição e proteção, inclusive.

A concessionária de distribuição de energia elétrica participa com o material e a instalação de entrada até o ponto de entrega. A partir desse ponto, a instalação é de construção e propriedade do consumidor, excetuando-se os equipamentos de medição de consumo.

Gentilmente cedida pela AES Eletropaulo

Para observar seus componentes e sua localização, de acordo com as normas das concessionárias, são apresentadas a seguir suas especificações, conforme o

LIG Eletropaulo (Figuras 10.1 a 10.3).

Figura 10.1 Componentes de entrada de serviço e fixação do ramal de ligação com condutores com seção de até 185 mm2 .

 

11 - Grandezas Luminotécnicas

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Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

11 Grandezas Luminotécnicas

11.1  Luz

Micro-ondas

Radiação infravermelha

Luz visível

Raios x

Raios gama

ttsz/Thinkstock.com

Ondas de rádio

Ultravioleta

Existe uma grande quantidade de tipos de radiação eletromagnética, que difere entre si pelos seus efeitos e quanto ao seu comprimento de onda, constituindo o espectro eletromagnético. Entende-se por luz visível a radiação eletromagnética com comprimento de onda entre 400 e 700 nm. As radiações compreendidas nessa faixa de comprimento de onda possuem a capacidade de produzir sensação visual. A sensibilidade do olho humano varia em função do comprimento de onda, que também determina a sensação de cor, conforme a Figura 11.1.

Figura 11.1 Luz e sensibilidade do olho humano.

A sensação de cor influencia a sensação de calor ou frio, conforme a Figura 11.1, e deve-se considerar ainda que uma fonte luminosa emissora de todas as radiações, dentro da faixa do espectro visível, produz no olho humano a sensação de luz branca.

 

12 - Características e Tipos de Lâmpada

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Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

12 Características e Tipos de Lâmpada

12.1  Características

Antes de analisar e comparar os diversos tipos de lâmpada, serão definidas algumas características que auxiliarão neste estudo, apresentadas a seguir.

12.1.1  Eficiência energética (ηl)

É definida como a relação entre o fluxo luminoso produzido e a potência consumida pela lâmpada (Figura 12.1).

n =

φ

= eficiÍ ncia energÈtica

P

[φ]

[n ] = [P] =

m

W

Figura 12.1 Eficiência.

O valor está entre 10 e 200

m para as lâmpadas existentes.

W

Quanto maior for a eficiência luminosa (ηl), mais econômica será a instalação em termos de consumo de energia.

Para efetuar a comparação entre o consumo de diversas lâmpadas, também se faz necessário, quando existir, acrescentar as potências dos reatores (que apresentam perdas e são necessárias para o funcionamento desse tipo de lâmpada).

 

13 - Projeto de Iluminação

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Capítulo 13 – PROJETO DE ILUMINAÇÃO

13 Projeto de Iluminação

13.1  Método dos lúmens para iluminação interna

A seguir, apresenta-se o roteiro de projeto com o método dos lúmens, com o uso das iluminâncias e dos demais parâmetros recomendados pela NBR ISO 8.995/2013.

O projeto tem por objetivo a determinação da quantidade de pontos de luz, lâmpadas, quantidade de lâmpadas por luminária, sua localização e especificação, de modo a proporcionar a adequada iluminação do ambiente de acordo com a atividade do local.

13.1.1  Roteiro

Generalidades

O início do projeto de iluminação consiste na predeterminação da iluminância (E) necessária para a adequada realização de uma atividade ou tarefa em determinado ambiente, levando-se em consideração um plano de trabalho.

a) Iluminâncias padrão: na Tabela 13.1, na qual é apresentada parte da tabela da seção 5 da NBR ISO 8.995, estão indicadas as iluminâncias, a limitação de ofuscamento UGR e a qualidade de cor Ra recomendadas ao tipo de ambiente, tarefas ou atividade no local. Para outros ambientes e atividades, deve-se consultar a norma.

 

14 - Motores Elétricos e Suas Características

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284

Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

Elétricos e Suas

14 Motores

Características

14.1  Introdução

O motor elétrico é uma máquina destinada a transformar energia elétrica em mecânica. Entre outros tipos de motor, o elétrico é o de maior utilização, apresentando a vantagem de ter custo reduzido, em virtude de sua simplicidade, bem como a utilização de a energia elétrica para o funcionamento. Este capítulo destina-se à análise e ao projeto do circuito de alimentação de motores elétricos em instalações prediais.

Os motores são constituídos basicamente de duas partes:

a) Estator: com carcaça, núcleo de chapa magnético e enrolamento. b) Rotor: com eixo, núcleo de chapa magnético e enrolamentos. É a parte móvel

(girante) no motor (em particular, no caso de motores de indução em corrente alternada, com rotor em gaiola de esquilo, o enrolamento do rotor é realizado com barras de alumínio, fundido nas ranhuras do motor).

 

15 - Instalação de Motores Elétricos

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Capítulo 15 – INSTALAÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

15 Instalação de Motores Elétricos

15.1  Introdução

Em virtude da variedade de características e disposições de instalações, bem como do regime de funcionamento das cargas acionadas por motores elétricos, não existem regras normalizadas para sua distribuição em circuitos. A fim de que se mantenha um padrão de utilização de materiais na instalação, assim como para tornar simples a especificação de valores, normalmente comerciais, de condutores e dispositivos de proteção,

é usual serem empregadas as seguintes regras práticas de distribuição em circuitos:

a) Para motores com potência (mecânica útil) maior ou igual a 5 CV, será utilizado um circuito específico para cada motor, constituindo um ramal terminal, como mostram as Figuras 15.1 e 15.2.

parys/Thinkstock.com

Figura 15.1 Circuitos para motores com P ≥ 5 CV.

Figura 15.2 Ligação de motores.

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Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

 

16 - Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas

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Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

de Proteção contra

16 Sistema

Descargas Atmosféricas

16.1  Descargas atmosféricas

É importante inicialmente observar, tal como é indicado no objetivo da norma

NBR 5.419/2015, que o Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) proporciona o aumento, e não a totalidade, da proteção de edificações e estruturas contra a incidência direta dos raios, conforme os parâmetros da norma.

A NBR 5.419/2015 está dividida em quatro partes. A primeira aborda termos e definições, parâmetros das descargas, ensaios e surtos decorrentes das descargas.

A segunda analisa o gerenciamento de riscos; a terceira, os danos físicos à estrutura e perigos à vida; e a quarta, os sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura. Então é conveniente para entendermos o SPDA termos algumas informações sobre o que é um raio.

A descarga atmosférica, raio, é algo muito rápido, com duração da ordem de 100 ms a alguns ms, em descargas longas de 0,5 a 1 s, com intensidade de corrente, valor de crista, que podem chegar conforme avaliações e medidas realizadas entre 10 e 20 kA.

 

17 - Projeto de Telefonia

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Instalações Elétricas – Princípios e Aplicações

17 Projeto de Telefonia

17.1  Introdução

Este capítulo tem como objetivo apresentar os padrões e as normas técnicas que devem ser estudadas para a elaboração de um projeto de telefonia, para entrada e instalação telefônica internas em edifícios residenciais.

As principais normas a serem consideradas para um projeto de telefonia são:

a) Rede de telecomunicações em edifícios residenciais – Secovi/2004. b) Manual de Redes Telefônicas Internas – Volume I – Tubulação Telefônica em prédios – Projeto (1987) – Telesp/Telebras.

c) NBR 13.726/1996 – Redes telefônicas internas em prédios – Tubulação de entrada telefônica – Projeto.

d) NBR 13.727/1996 – Redes telefônicas internas em prédios – Plantas/partes componentes de projeto de tubulação telefônica.

e) NBR 13.300/1996 – Redes telefônicas internas em prédios – Terminologia. f) NBR 14.306/1999 – Proteção elétrica e compatibilidade eletromagnética em redes internas de telecomunicações em edificações – Projeto.

 

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