Instalações elétricas

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Destinado a alunos e professores dos cursos técnicos, o livro trata de conceitos e informações básicos de eletricidade. Entre eles, geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, normas e resoluções sobre instalações elétricas, segurança em eletricidade e símbolos para instalações elétricas residenciais e prediais. Aborda a execução de instalações elétricas, abrangendo temas como circuitos básicos e especiais utilizados nos projetos elétricos e técnicas e ferramentas utilizadas na instalação de eletrodutos, condutores, dispositivos, equipamentos e quadros de distribuição. Discorre também sobre o desenvolvimento de projetos de instalações elétricas de residências, escritórios e estabelecimentos comerciais de pequeno porte.

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Sobre os Autores

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Sobre os Autores

Eduardo Cesar Alves Cruz é engenheiro eletricista formado pela FEI (1984), professor de

Ensino Técnico na ETEC Jorge Street desde 1983 e de Ensino Superior. É consultor na área de

Engenharia Elétrica na Fundação Carlos Chagas desde 1986. Foi professor convidado na Technische

Fachhochschule, em Berlim, na Alemanha, em 1988/1989 e 1992. Realizou treinamentos para diversas empresas, como General Motors e Mercedes Benz. É, ainda, autor de diversos livros de eletricidade e eletrônica, como Eletrônica Aplicada, Circuitos Digitais, Ele­tri­cidade Aplicada em Corrente

Contínua, Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores, entre outros.

Larry Aparecido Aniceto é engenheiro eletricista pela Universidade de Mogi das Cruzes (UMC).

Possui licenciatura plena para graduação de professores na Educação Profissional de nível médio com habilitação em Eletricidade, Eletrônica e Telecomunicações. Atualização profissional em Física pela Universidade de São Paulo (USP) e capacitação em Máquinas, Comandos Elétricos, Instalações

 

Prefácio

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Sobre os Autores

Eduardo Cesar Alves Cruz é engenheiro eletricista formado pela FEI (1984), professor de

Ensino Técnico na ETEC Jorge Street desde 1983 e de Ensino Superior. É consultor na área de

Engenharia Elétrica na Fundação Carlos Chagas desde 1986. Foi professor convidado na Technische

Fachhochschule, em Berlim, na Alemanha, em 1988/1989 e 1992. Realizou treinamentos para diversas empresas, como General Motors e Mercedes Benz. É, ainda, autor de diversos livros de eletricidade e eletrônica, como Eletrônica Aplicada, Circuitos Digitais, Ele­tri­cidade Aplicada em Corrente

Contínua, Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores, entre outros.

Larry Aparecido Aniceto é engenheiro eletricista pela Universidade de Mogi das Cruzes (UMC).

Possui licenciatura plena para graduação de professores na Educação Profissional de nível médio com habilitação em Eletricidade, Eletrônica e Telecomunicações. Atualização profissional em Física pela Universidade de São Paulo (USP) e capacitação em Máquinas, Comandos Elétricos, Instalações

 

1.1 Tensão e Corrente Elétricas

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Eletricidade I

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Capítulo 1   Eletricidade I

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1.1  Tensão e Corrente Elétricas

1.1.1  Diferença de Potencial e Tensão Elétrica

Um corpo carregado positiva ou negativamente cria no seu entorno uma região com potencial elétrico, cujos símbolos usuais são V e U, e cuja unidade de medida é o volt (V).

Se a carga é positiva, o potencial é positivo e, se a carga é negativa, o potencial é negativo.

O potencial elétrico é maior, em módulo, nas proximidades da carga, reduzindo sua intensidade com o aumento da distância.

Por exemplo, na Figura 1.1, em torno da carga positiva Q, destacamos dois pontos – A e B – com potenciais elétricos VA e VB, sendo VB > VA.

Q

VA

VB

B

A

VB >VA

Figura 1.1  Potencial elétrico.

Caso um elétron seja colocado no ponto A, ele será atraído pela carga positiva Q, deslocando-se na sua direção (Figura 1.2).

Q

 

1.2 Instrumentos de Medidas e de Testes

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

Do mesmo modo, se uma tensão alternada é aplicada a uma resistência, a corrente produzida também é alternada, só que agora ela é denominada CA (corrente alternada) ou AC (alternate current, em inglês).

Na prática, os termos CC (ou DC) e CA (ou AC) são utilizados para se referirem às correntes e

às tensões.

Quanto à intensidade da corrente alternada senoidal, ela pode ser caracterizada pelas amplitudes instantâneas i(t), de pico (IP) e de pico a pico (IPP), mas a amplitude efetivamente utilizada na área de instalações elétricas é a eficaz ou RMS, que será representada simplesmente por I.

1.2  Instrumentos de Medidas e de Testes

1.2.1  Multímetros Analógicos e Digitais

Os multímetros são instrumentos de medidas que servem para medir diversas grandezas elétricas.

Os valores medidos podem ser obtidos de forma analógica ou digital.

No multímetro analógico, o resultado é mostrado por um ponteiro que deflete sobre uma escala graduada, sendo a leitura feita por meio da analogia entre a deflexão do ponteiro e o valor de fundo de escala selecionado (Figura 1.12-a).

 

1.3 Potência e Energia Elétricas

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

1.2.3  Instrumentos de Detecção e de Testes

Uma instalação elétrica é constituída de quatro tipos de condutor: fase, neutro, retorno e terra. A fase é o condutor efetivamente ativo, cujo potencial elétrico varia senoidalmente; o neutro é o condutor com poten­cial nulo; o retorno é o condutor de ligação entre interruptor e lâmpada; e o terra é o condutor de proteção.

Durante a execução de uma instalação elétrica ou na sua manutenção, é muito importante identificar se um condutor ou dispositivo encontra-se energizado e com qual tensão. Para isso, existem alguns instrumentos muito simples e bastante úteis para quem trabalha com instalações elétricas.

Chave Teste Néon

A chave teste néon (Figura 1.23-a), também conhecida como lâmpada teste néon ou busca-polos, é uma lâmpada de néon em série com um resistor de valor elevado, instalado no cabo de uma chave de fenda com um dos terminais conectado na parte metálica da chave e outro a um terminal localizado no capuz do seu cabo.

 

2.1 Arquitetura do Sistema GTD

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

2.1  Arquitetura do Sistema GTD

A sigla GTD refere­‑se a geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, que são as três princi‑ pais etapas do sistema elétrico de alimentação das instalações residenciais, prediais, comerciais, rurais e industriais.

A Figura 2.1 mostra de forma esquemática essas três etapas.

Geração

Transmissão

G

Distribuição

T

D

Consumidores

Consumidor es em média tensão (MT)

(DS)

(DP)

Subestação elevadora

(SA)

Transmissão

(LT)

Distribuição primária

Subestação

Transformador abaixadora de distribuição

(SA) secundária

Consumidores em baixa tensão (BT)

Distribuição secundária

Figura 2.1  Sistema GTD de energia elétrica.

2.1.1  Geração

A etapa de geração é a responsável pela produção da energia elétrica a partir de outro tipo de energia. A energia elétrica produzida possui um nível de tensão V definido pelas características físicas e elétricas do gerador, cuja capacidade de fornecimento de corrente I é limitada pela sua potência P, pois P = V∙ I.

 

2.2 Usinas de Energia Elétrica

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40

Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

Consumidor

Consumidor

G1

G3

Consumidor

G4

Consumidor

G2

Consumidor

Consumidor

Figura 2.7  Representação de um sistema interligado.

Ele possibilita que, na eventual falha de um sistema de geração ou de distribuição, outra usina gera‑ dora supra a necessidade da região afetada.

2.1.7  Sistema Independente

O sistema independente ou isolado é um tipo de sistema em que a geração da energia elétrica não é interligada a uma concessionária de energia elétrica.

G1

Consumidor

Figura 2.8  Representação de um sistema independente.

Enecel

Ele é empregado principalmente em regiões muito isoladas, áreas rurais e determinadas indústrias que pos­suem condições físicas, ambientais e infraestrutura que permitam gerar a própria energia.

Figura 2.9  Mapa do Brasil com seu sistema elétrico interligado - 2017.

 

2.3 Geradores e Transformadores

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

O aproveitamento da energia solar como fonte de energia renovável pode ser obtido por diferentes tecnologias, sendo as principais: yy  Coletor solar: processo mais conhecido de aproveitamento da energia solar térmica, usado para aquecimento de água em instalação residencial (chuveiros e torneiras) e para uso industrial. yy  Energia solar heliotérmica: opera por meio de espelhos que refletem a radiação solar e a concen‑ tram em um ponto específico, onde há um tubo que aquece o líquido interno para gerar vapor e movimentar a turbina elétrica.

mayichao/Getty Images

yy  Energia solar fotovoltaica: processo de conversão direta da radiação solar em energia elétrica por meio de painel composto de células fotovoltaicas de material semicondutor, para utilização em residências e indústrias.

Figura 2.19  Painéis fotovoltaicos.

Os sistemas de energia solar se constituem como fontes de energia limpa, combatem as emissões de gases do efeito estufa e reduzem a dependência de combustíveis fósseis, como o petróleo.

 

3.1 Normas da ABNT

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

Toda atividade relacionada às instalações elétricas deve ser realizada em conformidade com as diversas normas técnicas estabelecidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), pelas normas regulamentadoras do Ministério do Trabalho e Emprego (MTE) e pelas resoluções da Agência

Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).

Neste livro, as orientações de procedimentos e projetos de instalações elétricas se baseiam em normas e resoluções. Em seguida, apresentamos algumas normas da ABNT e do MTE, e uma importante resolução da ANEEL, todas ligadas direta ou indiretamente à atividade de instalações elétricas residenciais e prediais.

3.1  Normas da ABNT

As normas atualizadas da ABNT devem fazer parte do acervo de toda empresa e de todos os profissionais autônomos que atuam na área técnica, e podem ser adquiridas diretamente pelo site

.

 

3.2 Normas Regulamentadoras do MTE

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

Toda atividade relacionada às instalações elétricas deve ser realizada em conformidade com as diversas normas técnicas estabelecidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), pelas normas regulamentadoras do Ministério do Trabalho e Emprego (MTE) e pelas resoluções da Agência

Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).

Neste livro, as orientações de procedimentos e projetos de instalações elétricas se baseiam em normas e resoluções. Em seguida, apresentamos algumas normas da ABNT e do MTE, e uma importante resolução da ANEEL, todas ligadas direta ou indiretamente à atividade de instalações elétricas residenciais e prediais.

3.1  Normas da ABNT

As normas atualizadas da ABNT devem fazer parte do acervo de toda empresa e de todos os profissionais autônomos que atuam na área técnica, e podem ser adquiridas diretamente pelo site

.

 

3.3 Resoluções da ANEEL

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

Toda atividade relacionada às instalações elétricas deve ser realizada em conformidade com as diversas normas técnicas estabelecidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), pelas normas regulamentadoras do Ministério do Trabalho e Emprego (MTE) e pelas resoluções da Agência

Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).

Neste livro, as orientações de procedimentos e projetos de instalações elétricas se baseiam em normas e resoluções. Em seguida, apresentamos algumas normas da ABNT e do MTE, e uma importante resolução da ANEEL, todas ligadas direta ou indiretamente à atividade de instalações elétricas residenciais e prediais.

3.1  Normas da ABNT

As normas atualizadas da ABNT devem fazer parte do acervo de toda empresa e de todos os profissionais autônomos que atuam na área técnica, e podem ser adquiridas diretamente pelo site

.

 

4.1 Normas sobre Segurança em Eletricidade

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Segurança em

Eletricidade

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4.2 NR-06 – Equipamento de Proteção Individual (EPI)

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Segurança em

Eletricidade

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Capítulo 4   Segurança em Eletricidade

63

4.1  Normas sobre Segurança em Eletricidade

Há no Brasil diversas normas técnicas - conhecidas como Normas Regulamentadoras (NR) - que abordam de forma direta ou indireta o tema segurança em eletricidade. Elas são voltadas principalmente para a segurança dos trabalhadores e dos usuários, mas também versam sobre a segurança das próprias instalações elétricas.

Se o trabalhador é funcionário de uma empresa que atua na área de instalações elétricas ou que necessita de trabalhadores que atuem nessa área, ele deve ter acesso às normas, uma vez que a empresa deve manter sempre o seu acervo de normas atualizado. Mas se o trabalhador é um profissional autônomo da área de instalações elétricas, é muito importante que ele tenha o seu próprio acervo de normas atualizado.

As principais NR de segurança em eletricidade são as seguintes: yy  NR-05 – Comissão Interna de Prevenção de Acidentes (CIPA); yy  NR-06 – Equipamentos de Proteção Individual (EPI); yy  NR-10 – Segurança em Instalações e Serviços de Eletricidade; yy  NR-23 – Proteção contra Incêndios; yy  NR-26 – Sinalização de Segurança.

 

4.3 NR-10 – Segurança em Instalações e Serviços de Eletricidade

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

4.2.1  Obrigações do Empregador e do Empregado

Cabe ao empregador: yy  adquirir o EPI adequado ao risco de cada atividade, desde que ele tenha sido aprovado pelo órgão nacio­nal competente em matéria de segurança e saúde no trabalho; yy  orientar e treinar o trabalhador sobre o uso, a guarda e a conservação dos EPI e, bem como exigir a sua correta utili­zação; yy  substituir imediatamente os EPI danificados ou extraviados; yy  responsabilizar-se pela higienização e pela manutenção periódica dos EPI; yy  comunicar ao MTE quaisquer irregularidades observadas.

Por sua vez, cabe ao empregado: yy  usar os EPI de acordo com a finalidade a que se destinam, cumprindo as determinações do empregador sobre a sua adequada utilização; yy  responsabilizar-se pela guarda e pela conservação dos EPI; yy  comunicar ao empregador qualquer alteração que torne os EPI impróprios para uso.

 

4.4 Choque Elétrico

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

Rc

ZR

ZL

Rr

ZL

PE

ZC

SI

Figura 4.3  Distâncias no ar que delimitam radialmente as zonas de risco, controlada e livre, com interposição de superfície de separação física adequada.

A Tabela 4.1 apresenta os raios Rr e Rc que garantem um distanciamento seguro em relação ao PE da instalação elétrica em função da faixa de tensão.

Tabela 4.1  Raios de delimitação das zonas de risco, controlada e livre

Faixa de tensão nominal da instalação elétrica, em Kv

Raio de delimitação (Rr) entre as zonas de risco e controlada, em metros

Raio de delimitação (Rc) entre as zonas controlada e livre, em metros

<1

0,20

0,70

≥1e<3

0,22

1,22

≥3e<6

0,25

1,25

≥ 6 e < 10

0,35

1,35

≥ 10 e < 15

0,38

1,38

≥ 15 e < 20

0,40

1,40

 

4.5 Primeiros Socorros

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

O fato de estarmos descalços e o piso estar molhado reduz muito a resistência de contato entre os pés e o piso. Assim, diminui também a resistência total entre a tubulação e a terra.

Como consequência, há um aumento da corrente, produzindo um choque fortíssimo.

A Quadro 4.2 apresenta os possíveis efeitos que a corrente elétrica pode provocar no ser humano, particularmente quando ela atravessa o tórax ou o coração.

Quadro 4.2  Efeitos prováveis da corrente elétrica no corpo humano

Intensidade da corrente

Perturbações durante o choque

Situação após o choque

< 1 mA

Nenhuma

Normal

Normal

1 a 9 mA

Choque fraco

Normal

Normal

9 a 20 mA

Choque doloroso

Contração muscular

Relaxamento

Restabelecimento

20 a 100 mA

Choque forte

Paralisia muscular

Possibilidade de fibrilação ventricular

 

5.1 Orientações Gerais

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Símbolos para

Instalações Elétricas

Residenciais e Prediais

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Capítulo 5   Símbolos para Instalações Elétricas Residenciais e Prediais

79

5.1  Orientações Gerais

Os símbolos gráficos usados em projetos de instalações elétricas residenciais e prediais foram definidos pela NBR 5444.

Neste capítulo, apresentaremos os diversos símbolos que constam da NBR 5444 e acrescentamos outros para facilitar a compreensão dos esquemas unifilares e multifilares das instalações elétricas.

5.1.1  Planta

A planta de instalações deve fornecer detalhes de arquitetura e estrutura construtiva para a adequada compa­tibilização com o projeto elétrico.

Ela deve conter a localização dos dispositivos, dos equipamentos e dos dutos de distribuição com todos os dados e as dimensões para a máxima clareza do projeto, acrescida dos detalhes necessários para que não haja dúvida na instalação a ser realizada.

 

5.2 Símbolos de Elementos e Dispositivos

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Instalações Elétricas   Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais

Círculo

O círculo representa três funções: ponto de luz, interruptor e indicação de dispositivos embutidos no teto. O círculo do ponto de luz deve ser maior que o usado para representar o interruptor. Qualquer elemento circundado também indica que ele é localizado no teto.

Observação

Os elementos cujos símbolos se baseiam no círculo, quando instalados na parede, recebem outro símbolo indicativo de localização em parede, como a arandela e a campainha.

Triângulo Equilátero

O triângulo equilátero representa as tomadas em geral. As variações no símbolo da tomada indicam dife­rentes funções (tomadas de luz e telefone) e níveis na instalação (tomadas baixa, média e alta).

Quadrado

O quadrado representa os elementos e dispositivos no piso e os conversores de energia, como o motor.

Quan­do ele envolver o símbolo de um dispositivo, como a tomada, significa que é localizado no piso.

 

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