Capitulo2-Sistemas de Distribuição

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁPR

Universidade Tecnológica Federal do Paraná campus Curitiba Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Disciplina de Instalações Prediais Professor Paulo Sérgio Walenia

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2. Sistemas de Distribuição

2.1 Definições:

Conforme definido pela Norma Brasileira Sistema Elétrico é:

“Um circuito ou conjunto definido de circuitos interligados, destinados a levar energia elétrica gerada no sistema, ou a recebida de outros sistemas até os pontos de utilização e/ou até os pontos em que essa energia é transferida para outros sistemas e incluindo os circuitos e equipamentos auxiliares necessários ao seu funcionamento.”

Já Linha Elétrica é o conjunto de condutores, inclusive com seus elementos

de fixação, suporte e proteção mecânica que transportam energia ou transmitem

sinais elétricos entre a fonte e a carga. Exemplos de linhas elétricas são: Cabos

unipolares instalados em eletroduto enterrado, condutores isolados instalados em

eletroduto embutido em alvenaria, etc.

Quando da elaboração de um Projeto Elétrico os Sistemas de Distribuição

que são tratados neste capítulo referem-se a uma combinação dos dois conceitos

definidos acima.

Ou seja, o Sistema de Distribuição adotado em um projeto deve levar em

conta as características necessárias para se levar a energia (ou o sinal) entre dois

pontos da instalação. As principais características a serem definidas são:

• A configuração da instalação;

• A natureza da corrente elétrica;

• A(s) tensão(ões) utilizada(s);

• O número de fases;

• O número de condutores carregados;

• O esquema de aterramento;

• A efetividade do aterramento;

• O esquema de ligação do transformador;

• O tipo de condutor;

• O tipo de conduto utilizado; e

• A maneira de instalar a linha elétrica.

O Sistema de distribuição, com todas as suas características, deverá ser

determinado pelo projetista levando em conta principalmente os seguintes fatores:



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a) A natureza do(s) aparelho(s) de utilização que serão previstos no projeto.

Verificando se mono ou trifásico, com ou sem neutro, etc;

b) As limitações e disponibilidades da Concessionária local;

c) As recomendações e limitações impostas pelas normas técnicas

pertinentes à instalação;

d) Os custos envolvidos em cada uma das soluções disponíveis, sempre

procurando a melhor relação custo x benefício.

A seguir discutiremos cada uma destas características e a forma que elas

influenciam na definição do projeto.

2.2 Características dos Sistemas de Distribuição

2.2.1 Quanto a Configuração

Sistema independente ou isolado – aquele onde a geração é independente e

não possui qualquer tipo de interligação elétrica da Concessionária.

Sistema interligado – é aquele que comumente temos em nossas residências,

empresas e indústrias. Neste sistema diversas fontes geradoras são interligadas,

garantindo maior confiabilidade de fornecimento.

2.2.2 Quanto a Natureza da Corrente Elétrica

Corrente Alternada

• Monofásica

• Polifásica

Corrente Contínua

• A dois condutores (positivo – negativo)

• A três condutores (positivo, negativo, massa)

2.2.3 Quanto ao Número de Fases

Sistema Monofásico:

o 1 fase – (fase)+(neutro) – monofásico a 2 condutores

o 2 fases – (fase)+(fase) – bifásico

o 2 fases – (fase)+(fase)+(neutro) – monofásico a 3 condutores

Sistema Trifásico:

o Trifásico a 3 fios – (fase)+(fase)+(fase) – Trifásico não aterrado

ou isolado;



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o Trifásico a 4 fios – (fase)+(fase)+(fase)+(neutro) – Trifásico

aterrado.

2.2.4 Quanto ao Nível de Tensão

Categoria Tensões Padronizadas

Outras Tensões Existentes

Utilização

1000kV EAT 800kV

Extra Alta Tensão 750kV Vn≥500Kv 600kV

550kV 500kV Transmissão 440kV 345kV

AT 330kV Alta Tensão 230kV

69kV≤Vn<500kV 138kV 130kV 88kV Subtransmissão 69kV 34,5kV 31,5kV 24kV 23kV 14,4kV

MT 13,8kV Média Tensão 13,2kV 1kV<Vn<69kV 12,6kV

11,5kV Distribuição 11kV Primária 7,2kV 6,9kV 6,6kV 6,3kV 4,16kV 2,4kV 2,3kV 660V 600V 550V 500V 480V 460V

BT 440V Baixa Tensão 380V Distribuição

Vn≤1kV (CA) ou 254V Secundária Vn≤1,5kV (CC) 230V

220V 130V 127V 120V 115V 110V



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2.2.5 Quanto a número de Condutores Carregados

Define-se condutor carregado como aquele que efetivamente conduz a

corrente de carga quando da operação do circuito.

Em função do exposto podemos ter as seguintes situações:

o 2 condutores carregados

� (Fase) + (Neutro)

� (Fase) + (Neutro) + (Proteção)

� (Fase) + (Fase)

� (Fase) + (Fase) + (Proteção)

� (Positivo) + (Negativo) em Corrente Contínua


� (Fase) + (Fase) + (Neutro)

� (Fase) + (Fase) + (Neutro) + (Proteção)

� (Fase) + (Fase) + (Fase)

� (Fase) + (Fase) + (Fase) + (Proteção)

� (Fase) + (Fase) + (Fase) + (Neutro) – circuito equilibrado

� (Fase) + (Fase) + (Fase) + (Neutro) + (Proteção) –

circuito equilibrado

� (Positivo) + (Negativo) + (Massa) em Corrente Contínua


� (Fase) + (Fase) + (Fase) + (Neutro) – circuito

desequilibrado

� (Fase) + (Fase) + (Fase) + (Neutro) + (Proteção) –

circuito desequilibrado

2.2.6 Quanto ao Esquema de Aterramento

A Norma Brasileira (NBR 5410) estabelece os sistemas de distribuição

com relação à forma que o condutor de alimentação e as massas são

aterradas.

Para tanto é adotada é adotada a seguinte codificação:

A primeira letra indica a situação da alimentação em relação à terra:

• T – Para ponto diretamente aterrado



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• I – Isolação das partes vivas em relação à terra ou emprego

de resistência de aterramento

A segunda letra indica a situação das massas em relação à terra:

• T – para massas diretamente aterradas independente do

aterramento do ponto de alimentação

• N – massa ligadas diretamente ao ponto de alimentação

aterrado

Outras letras, se houverem, para indicar a relação entre condutores

neutro e terra:

• S – quando separados (com condutores distintos)

• C – quando combinados em único condutor (PEN)

Quando a alimentação provier de uma rede de distribuição pública em

baixa tensão, o condutor neutro deve ser sempre aterrado na origem.

Sistema T-N

O sistema T-N-S é recomendado para maioria das instalações devido a

equipotencialização.

O sistema T-N-C é o mais comumente encontrado nas residências pois

normalmente o condutor de proteção não é instalado, sendo o aterramento da

carcaça executado através do neutro.

O sistema T-N-C-S é pode ser utilizado em locais onde o condutor de

proteção não é acessível, mas é necessária a equipotencialização entre a carcaça

de diversos equipamentos, com isto a partir de um determinado ponto é criado um

condutor de proteção derivado do condutor PEN (proteção + neutro).

Sistema T-T

O sistema T-T é principalmente aplicável em locais aonde a distância entre o

ponto de aterramento e a massa do equipamento seja muito longa. Com isto o

condutor possui uma alta impedância em altas freqüências tornando o aterramento

não efetivo.

Sistema I-T

O sistema I-T é aplicável em locais aonde é necessária à garantia de

continuidade de serviço, pois em casos de curto-circuito a terra (fuga a terra) a



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proteção não atuará. Só haverá a atuação da proteção em caso de novo curto fase-

terra (em outra fase) o que acarretará em um curto fase-fase sensibilizando a

proteção e desligando o circuito.

Deve-se tomar o cuidado que o sistema de proteção sinalize quando da

existência do primeiro curto-circuito fase-terra alertando a equipe de manutenção da

necessidade de conserto ou substituição do equipamento.

2.2.7 Quanto a Efetividade do Aterramento

Aqui é analisada a forma como o ponto de neutro da rede de alimentação

(transformador) será interligado a malha de terra.

Com isto podemos ter um sistema solidamente aterrado ou um sistema

aterrado através de impedância.

2.2.8 Quanto as Maneiras de Instalar (ou métodos de instalação)

A NBR5410 apresenta uma extensa lista de variações nos métodos de

instalação, quando do dimensionamento caberá ao projetista identificar qual foi o

método de instalação (ou maneira de instalar) que mais se aproxima dos disponíveis

na norma brasileira e com isso escolher o método de referência que permita o

correto dimensionamento da fiação.

Também vale destacar que o tipo de condutor deverá ser posteriormente

escolhido em função das características do local e da maneira de instalar escolhida.

Neste capítulo são apresentadas resumidamente maneiras de instalar e suas

principais características permitindo ao projetista conhecer algumas opções

disponíveis:

1. Eletroduto embutido

Forma mais comum de instalação em edificações residenciais e comerciais.

Possui pouca flexibilidade mas é esteticamente adequado.

A NBR apresenta duas situações, sendo uma o eletroduto embutido em

alvenaria, situação mais comum, e a outra o eletroduto embutido em parede

termicamente isolante.

2. Eletroduto aparente



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Utilizado em instalações industriais e eventualmente em instalações

comerciais. Possui maior flexibilidade, pois pode ser adequado sem a necessidade

de quebras na alvenaria, mas dependendo do local ficará esteticamente inadequado.

3. Eletroduto enterrado

Utilizado para interligações externas. Deve-se tomar especial cuidado com

relação aos cabos utilizados e a qualidade e local para execução de emendas, pois

devido a presença de água a isolação do cabo poderá ser prejudicada acarretando

curto-circuitos.

Além disso, deve-se tomar cuidado com a proteção mecânica desta linha

elétrica pois devido a escavações ou ao afundamento do solo devido a passagem de

veículos o eletroduto e os cabos poderão ser danificados.

4. Condutores diretamente enterrados

Também utilizado para interligações externas. Deve-se tomar especial

cuidado com relação aos cabos utilizados e a qualidade e local para execução de

emendas, pois devido à presença de água a isolação do cabo poderá ser

prejudicada acarretando curto-circuitos.

Além disso, deve-se tomar cuidado com a proteção dos cabos devido a

escavações que podem romper os cabos podendo inclusive causar risco de vida aos

operários. Especial atenção deverá ser dada a proteção mecânica destes cabos.

5. Eletrocalhas

Utilizadas principalmente em instalações industriais, podendo ser do tipo

perfuradas ou lisas. As eletrocalhas devem ser obrigatoriamente possuir tampa e

podem ser fixadas nas paredes (através de mão-francesa) ou no teto (através de

tirantes).

É adequada para passagem de grande número de condutores com bitola

pequena ou média.

Deve-se tomar especial cuidado com relação a propagação do fogo

principalmente em trajetos verticais.

Outro cuidado que deve ser tomado em todas as maneiras de instalar que

sejam fixadas no teto (forro, laje, etc) é em relação ao peso que deverá ser

suportado, pois em alguns casos devido a grande quantidade de cabos instalados



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poderá haver um comprometimento da estrutura causando até desabamentos de

forros e estruturas de telhados que se encontram comprometidos.

6. Bandejas

Uma bandeja é um “eletrocalha sem tampa”, sendo que inclusive existe muita

confusão com relação a estes nomes, pois comercialmente pode-se comprar uma

calha com ou sem tampa.

7. Perfilados

Utilizados para distribuição de cabos de pequena bitola, sendo principalmente

útil no caso de distribuição de fiação para circuitos de iluminação em edificações

comerciais e industriais. Os perfilados são eletrocalhas ou bandejas, dependo se

possuem ou não tampa, com dimensões reduzidas e padronizadas, sendo

geralmente 38x38mm.

8. Leito e escada para cabos

Utilizados em instalações industriais para distribuição de circuitos de grande

capacidade. O leito possui instalação horizontal e a escada no sentido vertical.

9. Canaleta enterrada

Utilizada em instalações industriais para distribuição de grande quantidade de

circuitos com pequenas ou grandes bitolas.

O maior problema da utilização da canaleta é que esta maneira de instalar

está sujeita a inundação por água ou outros componentes existentes no processo

produtivo. Em alguns casos pode ser não recomendado a sua instalação pois

resíduos podem ser levados pela chuva ou por lavagem até a canaleta e por meio

de uma reação química destruir os cabos.

As canaletas são construídas na obra e podem ter tampa de concreto ou

metálica, devendo-se verificar os esforços a que estas tampas serão submetidas

devido a passagem de veículos.

10. Canaleta plástica

Também conhecida comercialmente como “canaleta” as canaletas plásticas

são elementos pré-fabricados. São instalados principalmente em obras comerciais

ou em locais onde é necessária grande flexibilidade devido a facilidade de ampliação

e alteração dos pontos.



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Também estão disponíveis no mercado canaletas metálicas (principalmente

em alumínio) que possuem a mesma função das canaletas plásticas.

11. Instalação ao ar livre

Os condutores instalados ao ar livre são fixados através de isoladores não

possuindo nenhum tipo de proteção mecânica ou contra as intempéries.

A rede de distribuição em baixa tensão das concessionárias possui

condutores instalados ao ar-livre. Também era bastante comum encontrarmos em

residências a “linha mestra” onde uma linha instalada ao ar-livre derivava para todos

os pontos da residência.

Tal solução deve ser evitada no projeto.

Vale destacar que as maneiras de instalar aqui apresentadas não esgotam as

variações possíveis das formas de instalação de condutores em um projeto elétrico.

São destacados apenas os mais utilizados em instalações residenciais, comerciais e

industriais visando uma familiarização a estes tipos de instalação. Obrigatoriamente

o projetista deverá conhecer as tabelas da norma NBR5410 e as opções disponíveis

no mercado.

Em todos os casos a escolha da maneira de instalar deverá levar em conta o

local da instalação, o padrão de acabamento desejado, as influências externas

(conforme definido pela norma brasileira) e a quantidade e bitola dos circuitos que

serão instalados.

Também devem ser verificadas as recomendações com relação a combate de

incêndio e propagação de chamas e fumaça e as recomendações relativas a locais

com afluência de público que limitam as maneiras de instalar e os cabos utilizados.

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