1 – Introdução às Instalações Elétricas Prof. Fernando Cardoso Melo E-mail: fernando.melo@ene.unb.br 2025/1 Departamento de Engenharia Elétrica Universidade de Brasília (UnB) Brasília-DF, Brasil 1 Apresentação do Plano de Ensino Ementa – Instalações Elétricas: 1. Introdução Geral às Instalações Elétricas. 2. Projeto Luminotécnico. 3. Planejamento das Instalações Elétricas, tipo de fornecimento, previsão de carga e demanda. 4. Exemplo de cálculo de demanda para edificação residencial. 5. Divisão de circuitos e balanceamento de fases. 6. Esquemas de aterramento (NBR 5410). 7. Dimensionamento de condutores e eletrodutos. 8. Dispositivos de proteção. 9. Sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA). 10. Especificações para ar-condicionado, bombeamento e circuitos de elevadores. 11. Instalações prediais de telefonia. 12. Sistema tarifário de energia elétrica (REN 1000/2021 - ANEEL). 13. Dimensionamento de banco de capacitores para correção do fator de potência. 14. Subestação de consumidor e gerador de emergência. 2 Metodologia Utilização de calculadora e de notebooks para instalação de softwares gratuitos de desenho em CAD (Exemplo, AutoCAD® versão de estudante) ou outros softwares que utilizam a tecnologia BIM (Building Information Modeling ou Modelagem de Informação da Construção). Softwares gratuitos para desenvolvimento de projetos luminotécnicos (Softlux, Dialux, entre outros); Projetos serão realizados em grupos: Máximo de 4 alunos e mínimo de 2 alunos; 3 Avaliação da Aprendizagem Média das provas: 𝑀𝑃 = 𝑃1 + 2. 𝑃2 3 Média dos trabalhos: 𝐾. (𝑇1 + 2. 𝑇2 ሻ 𝑀𝑇 = 3 𝐾 = 1, se as notas das provas forem maiores ou iguais a 5,0; 𝐾 = 0,8, se as notas da(s) prova(s) forem menores que 5,0. 4 Avaliação da Aprendizagem Média das atividades extraclasse MA: 𝐴1 + ⋯ + 𝐴𝑛 𝑀𝐴 = 𝑛 Nota Final deverá ser maior ou igual a 5,0 e total de faltas de, no máximo, 25%. 𝑁𝐹 = 0,4. 𝑀𝑃 + 0,4. 𝑀𝑇 + 0,2. 𝑀𝐴 5 Datas das Avaliações 1ª Semana: Introdução às Instalações Elétricas. Envio do 1º Projeto e 1ª Prova: 21/05/2025. Envio do Projeto Elétrico em .PDF e do memorial descritivo em .PDF (Aprender 3); Defesa do 1º Projeto: 26/05/2025 e 28/05/2025. Seminário de 20 minutos e arguição de 10 minutos. Envio do 2º Projeto e 2ª Prova: 14/07/2025. Envio do Projeto Elétrico em .PDF e do memorial descritivo em .PDF (Aprender 3). Defesa do 2º Projeto: 16/07/2025 e 21/07/2025. Seminário de 20 minutos e arguição de 10 minutos. Datas das atividades extraclasse: definidas no ambiente Aprender 3. 6 Introdução e Normas Técnicas Ferramentas para possibilitar o projeto de instalações elétricas garantindo: Segurança das pessoas; Segurança do patrimônio. Especificação dos componentes mais adequados para cada aplicação, em conformidade com: Normas técnicas brasileiras, incluindo a ABNT NBR 5410 (Instalações elétricas de baixa tensão); 7 8 9 Introdução e Normas Técnicas Baseada na norma IEC 60364 – Electrical Installations of Buildings; Definições na norma: Fontes; Dispositivos; Circuitos; Sistemas; Tensões. 10 Introdução e Normas Técnicas Especificação dos componentes mais adequados para cada aplicação, em conformidade com: Normas técnicas de Distribuição da Concessionária de energia elétrica local – Neoenergia Brasília. Exemplo: DIS-NOR030 (06/2024) – Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Secundária de Distribuição a Edificações Individuais; 11 Introdução e Normas Técnicas Especificação dos componentes mais adequados para cada aplicação, em conformidade com: Normas Regulamentadoras. Exemplo: NR-10. Estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a implementação de medidas de controle e de sistemas preventivos, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente, interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade. Se aplica às fases de geração, transmissão, distribuição e consumo, incluindo as etapas de projeto, construção, montagem, operação, manutenção das instalações elétricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas proximidades, observando-se as normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e, na ausência ou omissão destas, as normas internacionais cabíveis. 12 Caso as normas não sejam atendidas... 13 Componentes das Instalações Elétricas Linha elétrica; Carga elétrica; Determinação da potência instalada; Falta elétrica; Sobrecarga, sobrecorrente e curto-circuito; Corrente de fuga; Corrente diferencial-residual. 14 Faixas de Tensões no Brasil Tensões nominais de sistemas de baixa tensão usuais no Brasil: Sistemas Trifásicos a três ou quatro condutores (V) Sistema monofásicos a dois ou três condutores (V) 115/230 110/220 120/208 115/230* 127/220* 127/254* 220/380* 220/440* 254/440* 120/440* * Usadas em redes elétricas secundárias de distribuição Tensões nominais dos equipamentos usuais no Brasil: Tipo Tensão Nominal (V) 110 115 Monofásicos 120 127 220 Trifásicos 220 380 440 15 Fonte: (COTRIM, 2008). Faixas de Tensões no Brasil Tensões nominais na faixa de 1 kV < Un ≤ 35 kV usuais no Brasil (valores em kV): Tensões Nominais (1 kV < Un ≤ 35 kW) 2,4 3,8 4,161 6,61 13,2 13,81 23,01 34,51 1) Usadas nas concessionárias brasileiras. 16 Corrente diferencial-residual Somatório das correntes é igual a zero? Corrente diferencial-residual i1 L1 L2 L3 i2 i3 iN LN P 17 Choque Elétrico Contato direto → falha de isolação ou remoção das partes isolantes, com toque acidental da pessoa em parte energizada (Fase / Terra – PE (Protective Earth)); Contato indireto → através do contato da pessoa com a parte metálica (carcaça do aparelho), que estará energizada por falha de isolação, com interrupção ou inexistência do condutor de proteção (Terra - PE). Contato indireto Contato direto Fonte: (Cotrim, 2008) 18 Instalações Elétricas de Baixa Tensão Alimentação diretamente em baixa tensão; Alimentação em alta tensão; Unidade consumidora; Tensão nominal e tensão de serviço; Circuito elétrico; Quadro de Distribuição; Tomada de corrente e ponto de tomada; Pontos de uso específico; Instalações Temporárias; Serviços de segurança. 19 Esquema básico de entrada de serviço Entrada de serviço: 20 Fonte: (Cotrim, 2008) Esquemas Típicos de Instalações Elétricas Alimentação por rede pública em BT. Através do circuito de distribuição, a energia elétrica é levada do medidor até o quadro de distribuição (Quadro Geral de Baixa Tensão – QGBT). 21 Fonte: Prysmian. Exemplo Exemplo de uma instalação elétrica fotovoltaica 22 Exemplos 23 Instalações Prediais Esquemas Típicos de Instalações Elétricas Alimentação por rede pública em alta tensão (AT). 24 Equipamentos de Utilização Classificação dos equipamentos: Aparelhos de iluminação; Equipamentos industriais ou análogos; Equipamentos não-industriais; Equipamentos a motor; Tipos de motores Elétricos; Corrente de partida de motores; Classificação de equipamentos a motores elétricos. 25 Equipamentos de Utilização Características nominais: Corrente; Tensão; Potência; Frequência. Motor de corrente contínua Motor de indução tipo gaiola de esquilo 26 Divisão de Circuitos Elétricos Divisão da instalação elétrica; Esquema de condutores vivos. 27 Distribuição radial: circuitos de distribuição e terminais Potências Típicas - Conforme NTD 6.01 Potências típicas de aparelhos eletrodomésticos e eletroprofissionais: ITEM APARELHOS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Aparelho de DVD Até 100 litros Aquecedor de água por De 100 a 300 litros acumulação de 300 a 600 litros Aquecedor de água por passagem Aspirador de pó Barbeador Batedeira Cafeteira Carregador de celular Centrífuga Churrasqueira (resistência elétrica) Churrasqueira (motor para espeto giratório) POTÊNCIAS TÍPICAS (W) 100 1500 2500 3000 6000 400 a 1200 12 100 a 300 600 a 1200 5 a10 250 3800 90 Obs.: O consumidor pode adotar os dados de placa dos equipamentos para o cálculo da carga instalada 28 Potências Típicas - Conforme NTD 6.01 Potências típicas de aparelhos eletrodomésticos e eletroprofissionais: POTÊNCIAS TÍPICAS (W) 14 Chuveiro 4.400 a 8600 15 Circulador de ar 90 a 200 16 Condicionador de Ar Ver Tabela 2 17 Conjunto de som 100 18 Cortador de grama 500 a 1300 19 Depurador 450 20 Esterilizador 200 21 Exaustor 170 22 Espremedor de frutas 200 23 Fax 30 24 Ferro de passar roupa 600 a 2000 25 Forno 1500 a 4500 26 Forno de microondas 600 a 1500 27 Freezer 350 a 500 28 Geladeira 100 a 240 29 Grill 900 a 1200 Obs.: O consumidor pode adotar os dados de placa dos equipamentos para o cálculo da carga instalada ITEM APARELHOS 29 Potências Típicas - Conforme NTD 6.01 Potências típicas de aparelhos eletrodomésticos e eletroprofissionais: ITEM APARELHOS 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Home Theater Impressora a jato de tinta Impressora a laser Liquidificador Máquina de costura Máquina de lavar louças Máquina de lavar roupas Máquina de secar de roupas Microcomputador (CPU e Monitor) Projetor de slides Secador de cabelos Telefone sem fio Televisor Torneira Torradeira Triturador de lixo Ventilador (portátil) Ventilador (de pé) Video game POTÊNCIAS TÍPICAS (W) 350 70 a 160 400 300 100 1500 550 3500 300 250 500 a 1400 10 75 a 300 2500 a 3800 500 a 1.200 300 120 300 15 Obs.: O consumidor pode adotar os dados de placa dos equipamentos para o cálculo da carga instalada 30 Número de Condutores de uma Instalação Consumidora Condutores de uma Instalação Consumidora em Corrente Alternada e Corrente Contínua; Tipo de Circuito Número de Condutores Monofásico a dois condutores Em CA Monofásico a três condutores Bifásico a três condutores Trifásico a três condutores Trifásico a quatro condutores Em CC Dois condutores Três condutores 31 Exemplos Instalações Comerciais de Grande Porte e Industriais Aplicações em Fiações Internas de Quadros e Painéis 32 Fonte: http://www.cobrecom.com.br/catalogo/. Acesso em 11 de Julho de 2020. Exemplos 33 Exemplo de quadro elétrico em baixa tensão Exemplos 34 Exemplo de quadro elétrico em baixa tensão Fonte: (Prysmian, 2006) Exemplos Exemplo de diagrama multifilar 35 Fonte: http://faq.altoqi.com.br/content/359/838/pt-br/utilidade-do-diagrama-multifilar.html Etapas de Projeto de Instalações Elétricas Fornecimento de energia em instalações residenciais 1ª Etapa: Análise Inicial; 2ª Etapa: Fornecimento de Energia; 3ª Etapa: Quantificação das Instalações; 4ª Etapa: Esquema básico da instalação; 5ª Etapa: Escolha e dimensionamento dos componentes; 6ª Etapa: Especificações e contagem dos componentes. Fonte: http://www.cobrecom.com.br/catalogo/. Acesso em 11 de Julho de 2020. 36 Eficiência Energética Sugere- que os equipamentos a serem utilizados no projeto elétrico tenham o selo PROCEL (Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica). O Procel foi reafirmado através do Decreto nº 9.863, de 27 de junho de 2019, que menciona os objetivos do Programa em promover ações de eficiência energética elétrica na geração, transmissão e distribuição de energia, bem como para o usuário final, destinadas a: Aumentar a competitividade do País; Postergar investimentos no setor elétrico; e Reduzir a emissão de gases de efeito estufa. Fonte: Selo Procel (procelinfo.com.br), acesso em 14 de outubro de 2024. 37 Simbologia Gráfica – NBR 5444 Norma atual (NBR 5444 – Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais: Simbologia); Simbologias mais utilizadas na representação de componentes de um projeto elétrico: Simbologia - Luminárias Símbolo Descrição Observações Ponto de luz incandescente no teto Ponto de luz incandescente na parede – arandela Ponto de luz incandescente no teto (embutido) C = circuito; R = retorno; P = potência. Ponto de luz fluorescente no teto Luminárias instaladas em paredes (arandelas), deve-se indicar a altura de instalação Ponto de luz fluorescente na parede Ponto de luz fluorescente embutido no teto 38 Simbologia Gráfica – NBR 5444 Simbologia – Interruptores: Símbolo Símbolo Alternativo Descrição Observações Interruptor de uma seção Interruptor de duas seções Interruptor de três seções Interruptor paralelo (threeway) Interruptor intermediário (fourway) As letras minúsculas indicam os pontos de comando. A lâmpada comandada por um determinado interruptor deve ser indicada pela mesma letra deste interruptor. Botão de minuteria Botão de campainha na parede 39 Simbologia Gráfica – NBR 5444 Simbologia – Tomadas e pontos de utilização: Símbolo Descrição Observações Tomada baixa (30 cm do piso) Tomada média (1,30 cm do piso) Tomada alta (2,0 m do piso) Tomada no piso Indicar a potência (em VA) de cada tomada. Se a altura for diferente da normalizada, deverá ser indicada. O circuito de alimentação da tomada também é indicado. Campainha 40 Simbologia Gráfica – NBR 5444 Simbologia – Caixas de Passagem e Condutos: Símbolo Descrição Observações Eletroduto embutido no teto ou parede Eletroduto embutido no piso Tubulação para telefone externo Tubulação para telefone interno Indicar a dimensão dos eletrodutos. A dimensão do eletroduto mais comum deve ser indicada na legenda. Tubulação para campainha, interfone, som ou outro sistema Condutor fase, neutro, retorno e de proteção, respectivamente no interior de um eletroduto Indicar o número do circuito e a designação do retorno por uma letra minúscula, além da seção dos condutores. 41 Simbologia Gráfica – NBR 5444 Simbologia – Caixas de Passagem e Condutos: Símbolo Descrição Observações Caixa de passagem no piso Caixa de passagem no teto Indicar as dimensões na legenda ou junto à caixa (em mm) Caixa de passagem na parede Circuito que sobe Circuito que desce Indicar os circuitos que sobem ou descem Circuito que passa subindo 42 Circuito que passa descendo Simbologia Gráfica – NBR 5444 Simbologia – Quadros de Distribuição: Símbolo Descrição Observações Quadro terminal de luz e força aparente Quadro terminal de luz e força embutido na parede Quadro geral de luz e força aparente No projeto elétrico final deve constar um quadro descritivo de todos os circuitos presentes em cada quadro de distribuição, indicando as potências, condutores e dispositivos de proteção deles Quadro geral de luz e força embutido Caixa de telefone Indicar a quantidade de pontos de telefone terminais e passantes pela caixa 43 Tópicos para a Próxima Aula Na próxima aula serão abordados os seguintes tópicos referentes aos Projetos Luminotécnicos: Conceitos básicos; Tipos de lâmpadas: incandescentes (convencionais e halógenas); lâmpadas de descarga (baixa e alta pressão) e lâmpadas de estado sólido – semicondutores (LED); 44 Referências Bibliográficas COTRIM, Ademaro A. M. B. Instalações Elétricas. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. NISKIER, Júlio e MACINTYRE, Archibald Joseph. Instalações Elétricas. Rio de Janeiro: LTC. CREDER, Hélio. Instalações Elétricas. Rio de Janeiro: LTC. CAVALIN, Geraldo e CERVELIN, Severino. Instalações Elétricas Prediais. S. P.: Érica. LIMA FILHO, Domingos Leite. Projetos de Instalações Elétricas Prediais. S. P.: Érica. ALMEIDA, Wilson G. e FREITAS, F. Damasceno. Circuitos Polifásicos. Brasília: Finatec. MAMEDE Filho, João. Instalações elétricas industriais. Rio de Janeiro: LTC. ABNT – NBR 5410. Instalações Elétricas de Baixa Tensão. ABNT – NBR 5413. Iluminância de Interiores. ABNT – NBR 5419. Proteção contra Descargas Atmosféricas. ABNT – NBR 5444. Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais. MTE – NR10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade. Fonte: NR 10 - SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE (www.gov.br). Neoenergia Distribuição Brasília – DIS-NOR-030 - Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Secundária de Distribuição a Edificações Individuais. Fonte: https://www.neoenergia.com/documents/d/brasilia/dis-nor-030-fornecimento-de-energia-eletricaem-tensao-secundaria-de-distribuicao-a-edificacoes-individuais-rev-05-3-pdf?download=true. CEB – Norma Técnica de Distribuição NTD-6.05. Fonte: NTD 6.05 - Fornecimento de Energia Eletrica em Tensao Primaria de Distribuicao-2a edicao (neoenergiabrasilia.com.br). CEB – Norma Técnica de Distribuição NTD-6.07. Fonte: NTD 6.07_20-12-2014 (neoenergiabrasilia.com.br). Neoenergia Distribuição Brasília – DIS-NOR-031 - Conexão de Microgeradores ao Sistema de Distribuição. Fonte: https://www.neoenergia.com/documents/d/brasilia/dis-nor-031-01-dis-nor-031-conexao-de-microgeradores-ao-sistema-dedistribuicao-rev-1?download=true. 45 Anotações de aula e material disponível na plataforma Aprender 3 UnB.
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