Projeto de Instalação Elétrica Predial

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Projeto de Instalação Elétrica Predial

O projeto de uma instalação elétrica predial especifica a localização dos pontos de energia elétrica, trajeto dos condutores, divisão dos circuitos, seção dos condutores e eletrodutos, dispositivos de comando e proteção, carga total, etc [1].

O projeto de uma instalação elétrica compreende as seguintes partes [1]:

  • Memorial descritivo: Onde o projetista descreve sua solução;
  • Plantas, esquemas e detalhes: Descreve os elementos para a execução do projeto;
  • Especificações: Descreve os materiais e componentes a serem utilizados;
  • Orçamento: Descreve o levantamento de custos e quantidades dos materiais.

Exercício 1

Escolher planta baixa residencial de dois pavimentos para elaboração do projeto elétrico:

  • Editar com AutoCAD e "limpar" a planta de detalhes que possam atrapalhar a visualização do projeto elétrico;
  • Imprimir cópia em papel no formato A3 (no mínimo) para realizar o esboço do projeto.

Símbolos utilizados

A simbologia para instalações elétricas no Brasil era baseada na norma da ABNT NBR 5444/1989. Entretanto, esta norma foi cancelada em novembro de 2014 [2], passando-se a utilizar a normatização internacional IEC 60417 e IEC 60617.

Como os livros texto sobre instalações elétricas prediais ainda utilizam a normatização da ABNT NBR 5444, em nosso projeto elétrico esta simbologia poderá ser utilizada.

Previsão de Cargas

Iluminação

Pelo menos uma lâmpada no teto em cada cômodo.

Aconselha-se pelo menos uma arandela (lâmpada na parede) em cada banheiro.

Potência prevista para a iluminação:

  • Área < 6 m2 → 100 W;
  • Área > 6 m2 → 100 W nos primeiros 6 m2 + 60 W cada 4 m2 inteiros.

Tomadas

O número de tomadas depende do tamanho e da utilização do local.

Banheiro
  • Uma tomada próximo ao lavatório (1,20 m de altura);
  • Uma tomada para o chuveiro (2,20 m de altura).
Cozinha
  • Pelo menos duas tomadas sobre a bancada (1,20 m de altura);
  • Pelo menos um ponto para cada 3,50 m de perímetro ou fração;
  • Prever pontos de tomada próximo a equipamentos especiais (forno elétrico, lavadora de louça, exaustor, torneira elétrica, etc).
Varanda
  • Pelo menos uma tomada (0.30 m de altura), se não for possível a instalação do ponto deve ser próxima ao seu acesso.
Sala e dormitórios
  • Pelo menos uma tomada para cada 5 m de perímetro ou fração (0.30 m de altura);
  • Prever pontos de tomada em número suficiente para equipamentos especiais na sala (TV, DVD, TV a cabo, aparelho de som, etc).
Demais cômodos
  • Pelo menos uma tomada por cômodo e pelo menos uma tomada para cada 5 m de perímetro ou fração (0.30 m de altura).

Exercício 2

Definir sobre a planta baixa a previsão de cargas de iluminação e força para todos os cômodos da casa, utilizando a simbologia apropriada.

Potência elétrica das tomadas

  • Banheiro, cozinha, copa e área de serviço: atribuir 600 W por ponto de tomada até três pontos e 100 W para cada ponto restante do ambiente;
  • Demais cômodos atribuir 100 W por ponto de tomada;
  • Equipamentos de uso específico, com corrente nominal maior que 10 A, deve ser atribuido a potência nominal do aparelho.
Tomadas de uso geral (TUG)
São tomadas para uso geral, incluindo eletrodomésticos móveis, como aparelhos de som, abajures, secadores de cabelo, furadeiras, etc.
Tomadas de uso específico (TUE)
São tomadas para uso específico, dimensionadas em função da potência do aparelho, como chuveiros, fornos elétricos, secadoras de roupa, torneiras elétricas, etc.
Potência de alguns equipamentos
Equipamento Potência elétrica (W)
Aquecedor de água (100 a 500 litros) 3000 W a 12000 W
Chuveiro elétrico 4000 W a 7000 W
Ar-condicionado 9000 BTU 1200 W
Ar-condicionado 12000 BTU 1500 W

Cálculo da potência instalada

Uma tabela para cálculo da potência instalada deve acompanhar o projeto elétrico predial.

Exrcício 3

Construir a tabela para cálculo da potência instalada.

Demanda de energia da instalação elétrica

A potência consumida na instalação elétrica é variável no decorrer do dia e raramente se utilizam todos os pontos de luz e tomadas ao mesmo tempo. Em pequenas residências é mais provável que isto aconteça do em grandes moradias [1].

O fator de demanda é um percentual que deve ser multiplicado a potência instalada para se obter a potência provável que realmente será utilizada na instalação.

Conceitos
  • Potência instalada (Pinstalada): É a soma das potências nominais prevista para ser atendida pelos circuitos da instalação.
  • Potência utilizada (Putilizada): É a somas das potências elétricas nominais dos equipamentos utilizados simultaneamente.
  • Fator de Demanda: É a relação entre a potência utilizada e a potência instalada:
fd = Putilizada / Pinstalada

Cálculo da demanda em instalações residenciais

A demanda em instalações residenciais pode ser calculada pela expressão: 

Dinstalação = (Piluminação + PTUG) fd1 + PTUE fd2 [3]
Onde:
  • Dinstalação (W): Demanda da instalação;
  • Piluminação (W): Potência instalada dos circuitos de iluminação;
  • PTUG (W): Potência instalada dos circuitos de tomadas de uso geral;
  • PTUE (W): Potência instalada dos circuitos de tomadas de uso específico;
  • fd1 e fd2: Fatores de demanda, obtidos a partir de tabelas.
Fator de Demanda para iluminação e TUG
Tabela fd1: [1]:
Potência instalada (kW) Fator de demanda (%)
Até 1 80
De 1 a 2 75
De 2 a 3 65
De 3 a 4 60
De 4 a 5 50
De 5 a 6 45
De 6 a 7 40
De 7 a 8 35
De 8 a 9 30
De 9 a 10 27
Acima de 10 24
Fator de Demanda para TUE
Tabela fd2: [1]:
Número de circuitos TUE Fator de demanda (%)
1 100
2 100
3 84
4 76
5 70
6 65
7 60
8 57
9 54
10 52
> 10 Ver tabelas [1] [3]

Exercício 4

Determinar a demanda da instalação (kW) a partir da potência instalada de iluminação, TUG e TUE.

Definição do tipo de fornecimento de energia

O tipo de fornecimento de energia é determinado em função da demanda da instalação.

Para determinar o tipo de fornecimento deve-se seguir o seguinte roteiro:

  1. Determinar a potência instalada do consumidor e o fator de demanda;
  2. Verificar se há cargas que utilizem mais de uma fase (por exemplo: ar-condicionado 220V, motor trifásico, etc);
  3. Enquadrar segundo as normas da concessionária local.
Tipo de fornecimento em tensão secundária de distribuição
127V/220V Copel [4]:
  • Dinstalação < 8 kW → Monofásico;
  • 8 kW < Dinstalação < 14 kW → Bifásico;
  • 14 kW < Dinstalação < 76 kW → Trifásico.
Fornecimento em tensão primária
13,8 kV:
  • Dinstalação > 76 kW → Consumidor primário.
Neste caso o consumidor deverá ter transformador próprio.

Dispositivo de proteção e entrada de energia

Verificar a Tabela de Dimensionamento da concessionária de energia local para definir:

  • Disjuntor de proteção geral (A);
  • Área da seção transversal do fio (mm2) do ramal de ligação (do poste ao medidor);
  • Área da seção transversal do fio (mm2) do ramal de entrada (do medidor ao quadro de distribuição);
  • Diâmetro do eletroduto (mm ou pol) do ramal de entrada;
  • Área da seção transversal do fio (mm2) de aterramento.

Exercício 5

Determinar o tipo de fornecimento (monofásico, bifásico ou trifásico) para a instalação, bem como a bitola dos condutores para a entrada de energia, dispositivo de proteção geral e bitola dos eletrodutos.

Divisão da instalação em circuitos

Depois de definir todos os pontos de utilização da energia elétrica da instalação, calcular a potência instalada e definir o tipo de fornecimento, procede-se a divisão da instalação em circuitos independentes.

Cada circuito terá um disjuntor de proteção separado, um conjunto de condutores e pontos de consumo ligados ao mesmo.

Importância da divisão em circuitos:

  • A queda de tensão e a corrente nominal serão menores;
  • Permite utilizar condutores de menor seção e dispositivos de proteção menores;
  • Facilita a instalação;
  • Permite desligar um circuito sem afetar a energia dos demais.

Antes de dividir em circuitos, verificar a localização do quadro de distribuição na planta. Numa residência de dois pavimentos, alocar um quadro de distribuição em cada pavimento.

Localização do Quadro de Distribuição
  • Local de fácil acesso (não deve ser escondido por quadros ou atrás de portas);
  • Proximidade geométrica das cargas;
  • Proximidade do ponto de entrada da alimentação elétrica.
Critérios para divisão em circuitos
  • Devem ser previstos circuitos independentes para equipamentos com corrente nominal superior a 10 A, como chuveiros, aquecedores de água, aparelhos de ar-condicionado, etc;
  • Prever circuito individuais para as tomadas da cozinha e da área de serviço;
  • Prever circuito individuais para as tomadas dos demais cômodos;
  • A potência máxima de cada circuito de iluminação deve-se limitar-se 1270 W (127 V) e 2200 W (220V);
  • A potência máxima de cada circuito de tomadas deve-se limitar-se 2100 W (127 V) e 4000 W (220V);

Exemplo de projeto

[5]

Exercício 6

  1. Posicionar o Quadro de Distribuição na planta baixa, um em cada pavimento;
  2. Definir a passagem do eletroduto para a entrada de energia;
  3. Verificar a passagem do eletroduto que sobe interligando os Quadro de Distribuição do piso inferior e superior;
  4. Definir os eletrodutos para levar a energia aos diferentes circuitos e os pontos de consumo;
  5. Construir o diagrama unifilar indicando os condutores que passarão pelos eletrodutos, incluindo fases, neutro, terra e retornos.

Seção dos condutores de cada circuito

Três critérios devem ser aplicados:

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

Seção mínima dos condutores por circuito

Considera-se para a instalação elétrica condutores de cobre isolados.

Para circuitos monofásicos ou bifásicos a seção dos condutores fase e neutro deve ser a mesma.

Utilização do circuito Seção mínima do condutor
Circuito de Iluminação 1,5 mm2
Circuito de força 2,5 mm2
Equipamento específico Conforme especificação do equipamento
Circuito de sinalização ou controle 0,5 mm2

Capacidade de condução de corrente dos condutores

Leva em consideração os efeitos térmicos da corrente circulando nos condutores.

A capacidade de condução de corrente é determinada por tabelas indicadas pela Norma NBR 5410/2004 e leva em consideração o tipo de instalação a ser realizada:

Para instalações monofásicas ou bifásicas considera-se 2 condutores carregados (fase e neutro).

Queda de tensão

Quanto mais longe do quadro de distribuição estiver uma carga, maior será a queda de tensão ao longo do condutor. Portanto, a Norma NBR 5410/2004 prevê fórmulas e tabelas para determinar a seção mínima dos condutores.

Para pequenas distâncias entre o quadro de distribuição e o ponto de carga, como em residências de até 70 m2, normalmente o cálculo da queda de tensão não influenciará na seção mínima dos condutores. Entretanto, caso haja dúvidas, um engenheiro eletricista ou técnico em eletrotécnica deve ser consultado.

Exercício 7

Determine a a seção dos condutores para cada circuito.

Dimensionamento dos eletrodutos

Os eletrodutos devem ser dimensionados em função da seção dos condutores e do número de condutores no eletroduto.

O dimensionamento leva em consideração a área de ocupação da seção transversal do eletroduto pelos condutores, a qual não pode ultrapassar a 40% de ocupação.

Tabelas auxiliam no dimensionamento dos eletrodutos:

Exercício 8

Dimensionar os eletrodutos para todos os circuitos da instalação.

Proteção dos Circuitos

Cada circuito elétrico deve ser protegido com um dispositivo de proteção. O mais utilizado em instalações residenciais é a proteção de sobrecorrente através de um disjuntor.

Conceitos
  • Corrente nominal: É a maior corrente conduzida pelo disjuntor em operação normal;
  • Sobrecorrente: Valores que excedem a corrente nominal. Tem origem quando é solicitada uma corrente que ultrapassa os valores de projeto em em caso de curto-circuito.
Disjuntor termomagnético
Pode ser utilizado em manobra manual para desligar um circuito.

Desarma em caso de sobrecorrente.

A Norma NBR 5361/1998 fornece a capacidade de atuação dos disjuntores termomagnéticos:

Disjuntores Correntes nominais (A)
Unipolares 10 15 20 25 30 35 40 50 ...
Bipolares/Tripolares 10 15 20 25 30 35 40 50 ...

Exercício 9

Determine o valor nominal do disjuntor de proteção de cada circuito.

Quadro de cargas

O quadro de cargas Fornece um resumo da instalação elétrica, indicando a quantidade de pontos de iluminação, tomadas, seção dos condutores e dispositivos de proteção.

Exercício 9

Construir o quadro de carga da instalação.

Referências

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 CREDER, E. Instalações Elétricas, Rio de Janeiro, LTC, 2013.
  2. ↑ ABNT NBR 544/1989 https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=4116
  3. ↑ 3,0 3,1 CAVALIN, G; CERVELIN, S. Instalações Elétricas Prediais, Curitiba: Base Editorial, 2010.
  4. ↑ 4,0 4,1 COPEL, NTC 901100, Norma para fornecimento em tensão secundária de distribuição, 2012. http://www.copel.com/hpcopel/normas/ntcarquivos.nsf/A8DE24D3D6A5BA0703257AA90059B7C3/$FILE/NTC901100Vversao%20170511.pdf
  5. ↑ http://paginapessoal.utfpr.edu.br/trojan/desenho-aux.-comput/Projetos-1.jpg/view

--Evandro.cantu (discussão) 11h03min de 25 de setembro de 2015 (BRT)

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