CircuitosBasicosInstalacoesElectricas 848KB Jun 11 2012 03:26

PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉCTRICA
Produção
A energia eléctrica é produzida em centrais e depois transformada e transportada por cabos
condutores até às nossas casas. A este extenso processo chama-se produção e distribuição
de energia eléctrica.
Condensadores de uma Central
Nuclear (torre de refrigeração).
Tipos de Centrais
Centrais Térmicas
Transformam energia química (Carvão, Fuel, Gás) ou
energia
atómica
(Uránio-Clássicas
ou
Centrais Térmicas
Plutónio-
Rápidas) em energia térmica em caldeiras ou
Carvão
Turbina
Caldeira
reactores, que pelo aquecimento de um circuito
complexo
de
tubagens
(sódio
líquido,
água), Centrais Nucleares
produzem num circuito secundário ou terciário de
Bomba
Condensador
Turbina
água, através de permutadores, vapor. O vapor passa
a alta temperatura e pressão em turbinas acopladas a
geradores, que ao serem movimentados produzem
energia eléctrica.
Reactor
Permutador
de Calor
Condensador
Têm como principais desvantagens o facto de
serem bastante poluentes. Funcionam em
geral 24 horas por dia, visto ser mais
dispendioso desligá-las e ligá-las outra vez do
que mantê-las em funcionamento a regime
mínimo.
Constituem assim o esqueleto dorsal de
qualquer rede de produção de energia
eléctrica (centrais de base).
Esquema de uma
central nuclear de
neutrões rápidos.
As turbinas a gás são uma excepção aos outros tipos de centrais térmicas já que podem ser
usadas como centrais de ponta. O arranque do sistema é rápido e simples comparado por
exemplo com uma central nuclear. São turbinas de baixa potência podendo ir até 40 MW.
Esquema de princípio de uma turbina a gás
G
C
T
A
M - Motor de arranque
G - Alternador
C - Compressor
Linha FBR - Fast Breeder
T - Turbina
A - Câmara de combustão
CIRCUITOS BÁSICOS DE INSTALAÇÕES ELECTRICAS
A segurança e o conforto que todos nós desejamos ter na nossa habitação, quer ela seja
moderna ou antiga, quer se trate de um apartamento ou de uma vivenda, depende
directamente :
•
Da instalação electrica necessária para a iluminação e para alimentar os receptores.
•
Das caracteristicas e da instalação do termoacumulador (quando exista) que deverá
assegurar as nossas necessidades em àgua quente
•
Das condições em que é instalado o aquecimento electrico.
Estes equipamentos, uma vez concebidos e instalados segundo determinadas regras,
permitem-nos realizar apreciáveis economias.
IDENTIFICAÇÃO DE CONDUTORES
Em conformidade com a referida Norma Portuguesa NP - 2361 (HD 361) a designação de
um condutor isolado ou cabo é constituida por três partes, nomeadamente:
PARTE I
Em que se faz a correspondência com a norma a que
obedece o condutor isolado ou cabo e onde consta
igualmente o valor nominal da tensão U.
PARTE II
Nela se explica a construção do condutor isolado ou cabo.
Estas duas primeiras partes constituem a designação do
"tipo de cabo".
PARTE III
Que se escreve somente quando é necessário fornecer
informações especificas quanto ao número e secção dos
condutores.
1. Parte 1 da Designação
1.1. Correspondência com Normas
Utilizam-se três símbolos, respectivamente :
H
Quando os condutores isolados ou cabos são do "Tipo
Harmonizado"e estão em conformidade com os
Documentos de Harmonização.
A
No caso de serem condutores isolados ou cabos do
"Tipo Nacional Reconhecido" mencionados e definidos
em suplemento dos documentos de Harmonização.
PT N(*)
Para condutores isolados ou cabos do "Tipo Nacional"
em que a informação completa sobre requisitos de
construção só pode ser obtida em Normas Nacionais.
(*) - Por exemplo um cabo do "Tipo Nacional" em conformidade com uma Norma
Portuguesa teria a sua designação começada por: CC-PT.
1.2. Tensão Nominal
Com a inclusão do valor nominal da tensão U na designação do condutor isolado ou cabo,
procurou-se dar uma indicação imediata dos limites de tensão para os quais os condutores
isolados ou cabos são constituidos da seguinte forma:
00
indica que os valores nominais das tensões Uo/U não devem
exceder 100 V
01
indica que os valores nominais das tensões Uo/U não devem
exceder 300/300 V e que são superiores a 100/100 V.
03
indica que os valores nominais das tensões Uo/U não devem
exceder 300 V
05
300/300 V < Uo/U < 300/500 V
07
300/500 V < Uo/U < 450/750 V
1
450/750 V < Uo/U <600/1000 V
2. Parte II da Designação
Esta parte precede geralmente a Parte I sem qualquer traço de separação. Nela se
referenciam por símbolos alfa-numéricos os materiais componentes do cabo, numa
sequência radial, desde o isolamento até à bainha e incluindo construções especiais,
caso existam.
Após um traço de separação constará a indicação referente ao material e à forma da
alma.
2.1. Isolamento e Bainhas não metálicas
Os símbolos de uso mais frequentes são, respectivamente:
E – Polietileno
N - Policloropreno
S - Borracha silicone
E7 - Polipropileno
P - Papel impregnado V - Policloreto de Vinil
J – Trança de fibra de vidro
R - Borracha
B – Borracha de etileno-propileno
C – Etileno acetato de
T – Trança têxtil
vinilo
X – Polietileno recticulado
2.2. Revestimentos Metálicos e Condutores Concêntricos
L – Bainha em liga de chumbo sobre o conjunto
C - Condutor concêntrico em
cobre
L4 - Bainha em liga de chumbo sobre os
condutores individuais
A7 - Ecran em alumínio
A2 - Bainha de alumínio extrudida
A8 - Ecran individual em alumínio
A5 – Enfitamento de alumínio
C4 – Ecran em trança de cobre
C2 - Bainha de cobre
C5 – Ecran individual em trança
de cobre
A - Condutor concêntrico em alumínio
2.3. Armadura
Z2 - Armadura em fios de aço
Z5 - Armadura em trança de aço
Z3 - Armadura em barrinhas de aço
Y2 - Armadura em fios de alumínio
Z4 - Armadura em fitas de aço
Y3 - Armadura em barrinhas de alumínio
O símbolo repete-se tantas vezes quantas as camadas, à excepção da armadura de fitas de
aço Z4 que pressupõem a aplicação de duas fitas.
2.4. Construções Especiais
Não se indicando qualquer símbolo significa que o cabo é de construção circular.
H
Cabos de construção plana de condutores paralelos
separáveis não envolvidos por uma bainha exterior.
H2
Cabos de construção plana, com condutores paralelos,
envolvidos por uma bainha exterior.
H4
Idêntico a H2 mas com um condutor não isolado.
2.5. Material
Estes símbolos quando necessários devem seguir os símbolos anteriores antecedidos de
um traço.
A ausência de símbolo indica que a alma do condutor é constituida por cobre, neste caso o
traço antecede os símbolos indicados em 2.6.
A
Condutor isolado ou cabo constituido por alma em
alumínio.
Z
Alma condutora de material e/ou forma especial.
2.6. Forma dos Condutores
- F – Alma flexível (classe 5)
- R - Condutores rígidos multifilares
(classe 2)
- H – Alma extra-flexível (classe 6)
- U - Condutores maciços circular (classe
1)
- K – Alma flexível para cabo de
instalações
- Y - Condutor tinsel
- S – Condutor rígido sectorial cableado -W – Condutor rígido maciço sectorial
Exemplo:
A-05-V-V-U
A - Cabo Nacional
05 - Tensão Nominal 300/300 V < Uo/U < 300/500 V
V - Isolamento em Policloreto de vinilo
V - Bainha em Policloreto de vinilo
U - Condutor unifilar (classe 1)
3. Parte III
Precede a parte anterior sem qualquer traço de separação e só se escreve quando
necessário indicar o número e secção dos condutores.
O símbolo X (vezes) antecede geralmente um número, inteiro ou decimal, que representa a
secção. Quando precede um algarismo, indica o número de vezes que aquele condutor se
repete no cabo e que nenhum deles é o condutor de terra.
O símbolo G tem o mesmo significado que o símbolo X, à excepção de que indica que um
dos condutores tem a coloração do isolamento verde/amarelo.
Tipo
Tensão Un/U
Isolamento
Revestimento Me
Condutor
Forma
Bainha
Constituintes
Construção
Composição
Harmonizado
Nacional reconhecido
Nacional não reconhecido
<100 V, 100 V
>=100/100; < 300/300 V
300/300 V
300/500 V
450/750 V
0,6/1KV
Borracha de etileno-propileno
Etileno acetato de vinilo
Borracha
Borracha de silicone
Policloreto de vinilo
Polietileno reticulado
Baínha de alumínio estrudido ou soldado
Condutor concêntrico em alumínio
Blindagem de alumínio
Armadura em fita de aço galvanizado ou não
Armadura em fita de alumínio
Etileno acetato de vinilo
Trança de fibra de vidro
Policloropreno
Borracha
Trança Têxtil
Policloreto de vinilo
Cabo circular
Cabo plano:
-Condutores separáveis
-Condutores não separáveis
Natureza:
-Cobre
-Alumínio
Flexibilidade
Condutor flexível classe 5
Condutor flexível classe 6
Condutor ou cabo flexível para instalação fixa
Condutor circular cableado
Condutor rígido sectorial cableado
Condutor rígido maciço circular
Condutor rígido maciço sectorial
Número de condutores
Ausência de condutor verde/amarelo
Existência de condutor verde/amarelo
Exemplo H 05 V
Símbolo
H
A
PT-N
00
01
03
05
07
1
B
C
R
S
V
X
A2
A
A7
Z4
Y3
C
J
N
R
T
V
Secção de condutor (mm2)
Identificação por coloração
Identificação por algarismo
V
-U
5
G 2.5
H
H2
-A
-F
-H
-K
-R
-S
-U
-W
X
G
N
As designações simbólicas de cabos que ainda não foram abrangidas pela harmonização
bem como as que não são adequadas para a inclusão no sistema não foram harmonizadas.
As designações simbólicas não harmonizadas de cabos, condutores unifilares e condutores
multifilares estão sujeitas às normas nacionais. Segue um extracto das designações
simbólicas para cabos de potência, condutores unifilares e condutores multifilares (outras
designações podem encontrar-se na literatura técnica e tabelas).
Segundo as normas VDE o significado das letras é:
F
Condutor plano
I
Embebido na parede
L
Isolamento
M
Condutor com baínha
N
Condutor normalizado
V
Condutor estanhado (para condutores
unifilares)
Y
Isolamento ou bainha de PVC
Cu
Condutor de cobre
Li
Condutor de alma multifilar (fio Litz)
Exemplos
1. Fios e condutores com designações simbólicasnão harmonizadas e harmonizadas.
Fios
CuL
Condutor de cobre, com isolamento de verniz
Condutor
YV
Fio de condutor de cobre estanhado
Com isolamento PVC.
Fios Litz
LiY
Condutor multifilar com isolamento PVC
Condutor canelado (para construção)
NVIF
1
Condutor de cobre unifilar rígido
2
Isolamento PVC
3
Ranhuras para pregar o condutor
4
Bainha de borracha
Cabo com bainha
NYM
1
Condutor de cobre, de um ou vários fios rígidos
2
Isolamento PVC
3
Enchimento
4
Bainha de PVC
Condutor individual com isolamento PVC
H07V-U
1
condutor rígido de cobre
2
isolamento PVC
Condutor individual com isolamento PVC
H07V-K
1
Condutor de cobre multifilar, de fios muitos finos
2
Isolamento PVC
PREPARAÇÃO DE CONDUTORES
DESNUDAR OU DESCARNAR
Desnudar descarnar) consiste em remover os isolamentos e capas protectoras dos fios,
condutores e cabos. O desnudamento é uma etapa parcial da sua preparação.
•
Finalidade do desnudamento
Fios, condutores e cabos são desnudados para por a descoberto o extremo do
condutor, e assim permitir a ligação do condutor nu a um terminal ou a sua
preparação para uma ligação.
PROCEDIMENTO
Os processos de desnudamento e as ferramentas a usar depedem do tipo de isolamento e
da constituição dos condutores.
Condutor simples
Condutor simples desnudado
Os cabos são cortados em troços com o comprimento desejado, são-lhes retirados a bainha e
os vários revestimentos protectores e removido o isolamento do condutor, que fica
assim desnudado.
Troço de cabo ( múltiplo )
O isolamento de verniz é arranhado, raspado ou removido com decapante.
Cabo ( múltiplo ) a que se retirou bainha
Os fios, condutores e cabos isolados são constituídos por condutores individuais isolados e
eventuais isolamentos adicionados e por invólucros protectores sob a forma de bainhas e
armaduras.
Condutores desnudados
Todas as ferramentas para desnudar e os
respectivos ajustes deverão ser cuidadosamente verificados, para impedir que os condutores
sejam danificados, durante o processo do desnudamento, por entalhes ou cortes periféricos, pois
estes aumentam o risco de ruptura do fio.
Para não reduzir as propriedades de soldadura dos condutores também não devera ser
danificado um revestimento de estanho eventualmente existente.
Desnudamento de cabo com tripla bainha
Quebra do fio devido ao entalhe
FERRAMENTAS E PROCESSO DE DESNUDAMENTO
FACAS
Há uma grande variedade de facas que se distinguem pelas lâminas e cabos.
São usadas principalmente para retirar as bainhas.
O desnudamento de condutores individuais com uma faca exige muita habilidade e cuidado.
Há sempre o perigo de danificar o condutor.
Remove-se cuidadosamente uma parte do
isolamento de um condutor individual, na
extensão requerida, mantendo a lâmina
aproximadamente paralela ao condutor.
da
faca
O isolamento que restou é dobrado, afastado
do condutor e cortado. Não fazer um corte periférico
Ao desnudar cabos embainhados dá-se primeiro um ligeiro corte, a toda a periferia da bainha, e só
depois se faz, cuidadosamente, um corte mais profundo, mas som cortar a bainha completamente.
Os condutores são dobrados ligeiramente na zona de corte repetindo-se a operação até que a
bainha quebre e possa remover-se com facilidade.
Os condutores individuais não deverão ser desnudados com faca: é melhor usar um alicate
desnudador, pois de outro modo poderiam ser facilmente feitos entalhes na alma condutora, com
risco de posterior ruptura.
Isolamento
Observação quanto à
segurança no trabalho:
Há perigo de ferimentos
faca.
com a
Sempre que possível
conserve os dois
antebraços
Bainha
junto ao corpo quando trabalhando com a faca.
A FACA JOKARI
Trata-se de uma peça móvel que segura o cabo eléctrico, uma lâmina ajustâvel para
remover a
bainha c uma lâmina fixa em forma de gancho.
A faca Jokari presta-se para fender e remover a bainha de cabos com diâmetros de 8 até 28
mm.
A lâmina para remover a bainha é giratória e ajusta-se automaticamente para corte
periférico ou
longitudinal. O ajuste da profundidade do corte é feito no extremo do cabo da faca. A peça
que
segura o cabo eléctrico é móvel e adapta-se, por pressão de uma mola, aos diferentes
diâmetros
dos condutores.
Com a lâmina fixa podem-se fender-se e desnudar condutores ( mesmo cabos
planos de
isolamento plástico ).
Peça móvel que segura o cabo à
faca
Faca para remover a
bainha
Cabo da faca
Parafuso para ajuste da profundidade de
corte
Lâmina em forma de gancho
Observação quanto à segurança no trabalho.
Muita atenção ao trabalho com a lâmina fixa em forma de gancho
DESNUDADORES PARA BAINHAS
São apropriados para cabos com bainhas interiores de borracha ou plástico bem como para
cabos com bainhas exteriores de plástico.
Parafuso de ajuste Contra — porca
O desnudador é ajustado por meio do parafuso de ajuste de maneira que a faca
corte ligeiramente a bainha. Uma vez determinada a posição certa do parafuso de ajuste,
este é fixado pela contra — porca.
Para remover a bainha, o cabo é colocado no desnudador à necessária distância do
extremo. Apertando-se o desnudar e rodando o cabo, a bainha é cortada a toda a volta.
Depois corta-se no sentido longitudinal; em seguida remove-se a bainha.
Lâmina de corte
Os condutores individuais são desnudados com desnudadores para isolamento (
chamados,
simplesmente, "desnudadores").
Ao remover a bainha não poderá ser danificado o isolamento dos condutores individuais.
Corte periférico por rotação do cabo
Corte longitudinal puxando o cabo
Remoção do isolamento entalhado
- DESNUDADORES AJUSTÁVEIS
São apropriados para condutores a alma multifilar ou unifilar com isolamento de borracha ou de
plástico ( PVC ). O desnudador é ajustado, por meio do parafuso de ajuste, usando um troço de
fio nu, de modo, estando as pernas do desnudador firmemente apertadas, o fio nu ainda se
possa mover livremente entre as lâminas. Uma vez encontrada a posição certa é fixado o
parafuso de ajuste pela contraporca. O condutor é agora colocado no desnudador à distância
necessária do extremo. Apertando o desnudador e rodando-o ligeiramente em torno do eixo
do condutor, o isolamento é entalhado e pode ser removido em seguida.
Os desnudadores ajustáveis têm de ser ajustados muito cuidadosamente, pois de outra
forma podem ser feitos entalhes na alma condutora que conduzem à ruptura do fio.
Contraporca
Este desnudador também existe sem parafuso de ajuste mas com um batente fixo, mais
apropriado para uma única secção de fio. O desnudador, neste caso, apenas poderá ser usado
para esta secção de fio especificada.
PARTE PRATICA
-- O DESNUDADOR RECORD
É apropriado para condutores de alma unificar ou multifilar e condutores blindados, com
isolamento plástico, para uma gama de diâmetro entre 0,5 e 5,0 mm.
Introduzir o condutor no desnudador de acordo com o comprimento a desnudar, apertar as
pernas do desnudador e remover o isolamento.
Lâminas molejantes
DESNUDADORES AUTOMÁTICOS
São apropriados para condutores de alma unificar ou multifilar de 0,5 até 1,4 mm, com
isolamento de borracha ou de plástico, bem como para condutores blindados. O modelo "ESPECIAL
" é adequado para condutores com isolamento TEFLON.
O condutor é colocado no desnudador à distância adequada do extremo, garantindo-se que o
condutor seja posto na ranhura que corresponde ao seu diâmetro. Apertando-se o desnudador, o
isolamento é cortado e depois removido.
Com este desnudadores o isolamento sofre uma compressão pelas mandíbulas de aperto. No
caso de condutores com isolamento não resistente à pressão, deverá ser usado o modelo
"ESPECIAL" do desnudador automático, que dispõe de mandíbulas de aperto largas e planas.
Mandíbulas de aperto
Lâminas de corte para várias
secções
-. DESNUDADORES AUTOMÁTICOS (II)
São apropriados para desnudar condutores planos ou redondos, rígidos ou flexíveis, com
isolamento de borracha ou de plástico, com secções da alma condutora entre 0,5 e 2,5 mm2.
O corpo do desnudador é geralmente feito de um material plástico reforçado por fibra de vidro. As
lâminas cortantes adaptam-se automaticamente aos diferentes diâmetros dos condutores. O condutor
a ser desnudado é seguro pelas mandíbulas, e o isolamento é cortado, até um comprimento
máximo de 7 mm, por meio das lâminas e removido numa única operação.
PINÇAS DESNUDADORAS ( RASPADORES DE VERNIZ )
São apropriadas para fios com isolamento de verniz, com diâmetro entre 0,5 e 1,8 mm,
consoante as mandíbulas raspadoras aplicadas.
A pinça é guiada sobre o condutor, até à necessária distância do extremo, e em seguida puxada
exercendo-se ligeira pressão. Este processo deverá ser repetido até se obter uma remoção
total do isolamento de verniz.
Mandíbulas raspadoras intermutaveis
DESNUDADORES MANUAIS
São apropriados para fios de diâmetro 0,3 / 0,7 mm ou 0,5 / 0,9 mm.
Um conjunto de lâminas molejantes tem os gumes apontados para dentro, sendo a sua
abertura forçada pela introdução de um fio. Ao retirar o fio os gumes fazem incisões no
isolamento, raspando-o em seguida.
Entrada do fio
MÁQUINAS DE DESNUDAR
Estas máquinas são apropriadas para fios de alma unifilar.
Comprimento a desnudar ajustáveis de 3 até 7 mm.
Se, com a máquina ligada, for introduzido um fio tipo YV pela entrada de fio até ao batente
interno, uma lâmina rotativa dispositivo obliquamente corta uma hélice na camada isoladora
(profundidade do corte cerca de 2/3 da espessura do isolamento). Quando o extremo do fio
chega ao batente a máquina faz um corte periférico, de modo que, ao retirar o fio, o isolamento
pré-cortado é arrancado, caindo no recipiente de desperdícios.
Entrada do fio
Recipiente de desperdícios
LIXA
É adequada para fios com isolamento de verniz.
Um pedaço de lixa, dobrado, é colocado a envolver o fio até ao comprimento a desnudar e é
retirado, depois, exercendo-se uma ligeira pressão. Este processo deverá ser repetido até
o isolamento de verniz ter sido removido.
São recomendados os seguintes valores de grão:
Grão
280
Diâmetro do fio em
aprox.
mm
0.08
180
aprox.
0,09 a 0,19
100
aprox.
0,2
ESQUEMAS
Para montar os ciruitos utilizam-se vários tipos de esquemas:
•
ESQUEMA DE MONTAGEM
É o desenho de fabrico para a montagem do circuito e representa o
material de instalação e o encaminhamento dos condutores na sua
posição correcta.
A representação do material de instalação é feita através de símbolos
não normalizados. Em trabalhos de instalações eléctricas pode se
prescindir do esquema de montagem, já que o esquema unifilar é
suficiente para o técnico.
•
ESQUEMA UNIFILAR
Serve também como desenho de fabrico da montagem do circuito de
instalação e representa a posição correcta do material de instalação e o
encaminhamento dos condutores.
A representação não tem necessariamente de estar à escala. A
representação do material de instalação e dos condutores faz-se através
de símbolos normalizados.
•
ESQUEMA DE LIGAÇÕES OU MULTIFILAR
Este esquema representa todos os pormenores do circuito, permitindo
identificar a interacção dos aparelhos de instalação e, deste modo, o
fucionamento do circuito.
O posicionamento do material de instalação e dos condutores não tem
necessariamente de ser o real. No esquema de ligações utilizam-se
símbolos normalizados.
•
ESQUEMA TEÓRICO
Este esquema representa de forma compreensível os trajectos da
corrente na instalação. O posicionamento e a interacção mecânica dos
aparelhos não são tomados em conta. Utilizam-se símbolos
normalizados.
Os esquemas teóricos ou de percurso de corrente foram transformados, de
acordo com a norma DIN 40719, em representação interactiva (anteriormente
esquemas de ligação), semi-interactiva e esquemática (os trajectos da corrente
são representados por linhas rectas).
SIMBOLOGIA
A cada tipo de dispositivo foi atribuida uma letra de código normalizada. No
esquema de ligações e no esquema teórico, a cada dispositivo é atribuida uma
letra seguida de um número.
Os dispositivos propriamente ditos são representados, nos esquemas de
ligações, por símbolos que, de certo modo, indicam ou permitem reconhecer o
principio de funcionamento ou a configuração do dispositivo.
EFEITOS DA CORRENTE ELECTRICA SOBRE O CORPO HUMANO
O maior risco da electricidade reside na acção da corrente electrica sobre os
aparelhos respiratório e circulatório do organismo. Convém referir os riscos de
queimaduras ligadas à passagem da corrente electrica pelo organismo:
Risco de contacto com a corrente eléctrica.
O circular de uma corrente eléctrica pelo corpo é em geral uma situação
originada por um trabalhador que não cumpre as regras de segurança, pondo
em causa a sua vida e a de terceiros. Outro factor importante é o deficiente
estado de conservação da instalação ou antiguidade desta.
Sabe-se que a maior parte das vítimas destes acidentes são individuos sem
qualificação técnica que laboram sob tensão, com ferramentas inadequadas
e/ou em instalações em mau estado de conservação.
Electrização.
A Electrização define qualquer acidente eléctrico em que exista contacto
directo ou indirecto com a corrente electrica. A forma de acidente mais grave
provoca a morte e chama-se Electrocussão.
Electrização por contacto directo.
O contacto das pessoas dá-se sobre as partes activas do circuito; condutores e
peças condutoras que estejam normalmente sob tensão.
Electrização por contacto indirecto.
O contacto das pessoas é feito através de materiais condutores não
pertencentes ao circuito mas existentes nas proximidades colocados
ocasionalmente sob tensão (geralmente carcassas ou massas).
Tipo de contacto com a corrente.
Contacto Bipolar
1 - Contacto entre uma parte activa do circuito sob tensão e outra parte activa
do circuito mas a um potencial diferente (por exemplo duas fases).
2 - Contacto entre uma parte activa sob tensão e uma massa posta
acidentalmente sob tensão.
3 - Contacto entre duas massas postas acidentalmente sob tensão com
potenciais diferentes.
Contacto Unipolar
1 - Contacto entre uma parte activa do circuito sob tensão e a terra.
2 - Contacto entre uma massa posta acidentalmente sob tensão e a terra.
Efeitos da corrente eléctrica no organismo
A intensidade de corrente que percorre o organismo durante um choque
eléctrico depende da resistência que o corpo humano oferece à passagem
desta. A resistência depende de vários factores, sendo o mais importante o
grau de humidade da pele.
Um dispositivo de protecção diferencial é um aparelho de medida ligado a um
toro que abraça os condutores activos dum circuito. A sua função é detectar as
diferenças de intensidade, isto é, detectar uma corrente diferencial causada por
um defeito de isolamento entre um condutor activo e um condutor de terra, e
interromper automaticamente a alimentação num tempo compatível com a
segurança das pessoas.
FUNÇÕES DE UM DISPOSITIVO DIFERENCIAL DE CORRENTE RESIDUAL
Prtotecção de circuitos contra riscos de incêndios por fugas à terra.
Está provado que uma corrente electrica superior a 300mA a circular por duas
peças metálicas, que se encontrem pontualmente em contacto, pode tornar
essas duas peças incandescentes.
Além dos meios de protecção previstos pelas normas (isolamento térmico, e
eléctrico, ecrans incombustiveis, etc.), as instalações eléctricas de locais
sujeitos a riscos de incêndio serão equipados com dispositivos (disjuntores ou
interruptores) diferenciais de corrente residual de sensibilidade ≤ 300mA.
Todos os circuitos eléctricos devem de ser protegidos contra curto-circuitos e
sobrecargas. A não observação desta regra, leva a curto, no mais tardar, a
longo prazo, ao prezuíso de vidas e bens materiais.
Por isso é dever de todos os profissionais que trabalham com electrões,
saberem e seguirem as regras de segurança que foram e vão sendo feitas, de
forma a manter os electrões a fazer sómente aquilo que nos traz beneficios.
Esta unidade irá tratar de algumas, mas muito importantes, regras básicas de
protecção de circuitos eléctricos contra curto-circuitos e cobrecargas.
Chama-se curto-circuito a uma ligação acidental ( na maioria dos casos )entre:
Fase(s) - Fase(s); Fase(s) - Terra; Fase(s) - Neutro, quando entre
essa(s) ligação(ões), não
existe qualquer carga util.
Um curto-circuito pode ser completo ou incompleto.
Um curto-circuito é completo, quando entre os dois ou mais pontos curtocircuitados não existe práticamente qualquer resistência. Por exemplo, uma
ligação directa entre uma fase e o neutro.
Um curto-circuito é incompleto, quando entre os dois ou mais pontos curtocircuitados existe uma resistência não desprezivél. Por exemplo, arco eléctrico
entre dois condutores cujo isolamento foi danificado.
Ambos os curto-circuitos são perigosos, mas o incompleto é mais perigos, pois
pode não fazer actuar os dispositivos de corte, e como tal sem se notar
rápidamente provocar estragos bastante elevados (fogo ).
Chama-se sobrecarga, quando um circuito tem de alimentar uma carga mais
elevada do que a que ele foi planeado e protegido para o fazer. Por exemplo,
um circuito monofásico 220V/10A que está previsto para alimentar uma carga
máxima ohmica de 2,2KW, mas tem de alimentar uma carga ohmica de, por
exemplo, 5,0KW .
Para proteger os circuitos eléctricos contra curto-circuitos e sobrecargas
utilisam-se principalmente dois tipos de componentes eléctricos: O fusívél e o
Dijuntor.
Para a protecção de motores eléctricos contra sobrecargas usam-se réles
térmicos ( bimetais ) os quais são explicados, entre outras, nas Its 2-007-xx, 2008-xx e principalmente na IT 2-019-xx.
fusívél, ( explicado na IT 2-017-01 ) tal como o seu nome indica, funde-se, isto
é parte-se, quando a intensidade que o atravessa ultrapassa determinados
limites, interrompendo assim o circuito.
A sua desvantagem é que, depois de uma actuação, tem de ser substituido por
outro, só podendo ser utilisado uma vez.
dijuntor, ( explicado na IT 2-018-01 ) também interrompe o circuito quando a
intensidade ultrapassa determinados limites, mas ao contrário do fusível pode
ser rearmado mais do que uma vez.
INSTALAÇÃO “RACIONAL”
O princípio de uma instalação racional é representado no esquema que se
segue, permitindo-nos observar os equipamentos necessários para garantir a
segurança nas instalações domésticas.
DETERMINAÇÃO DO CALIBRE DE UM DISJUNTOR
O calibre de um disjuntor é normalmente escolhido em função da secção das
canalizações que ele vai proteger.
As canalizações são definidas a partir da coorente de serviço dos receptores. A
corrente absorvida pelos receptores é:
•
Indicada directamente pelo construtor.
•
Calculda a partir da potência nominal e da tensão de utilização.
A partir do valor de corrente determina-se a canalização e o calibre do disjuntor
que a irá proteger.
As tabelas de valores que a seguir se apresentam, permitem determinar o
calibre do disjuntor a escolher consoante a utilização.
LÂMPADAS INCANDESCENTES E APARELHOS DE AQUECIMENTO
Pot.
(kW)
220V
mono
380V tri
Lb
(A)
Cal.
(A)
Lb
(A)
Cal.
(A)
1
4.55
5
1.52
2
1,5
6.82
10
2.27
3
2
9.1
10
3
5
2,5
11.4
15
3.8
5
3
13.6
15
4.53
5
3,5
4
15.9 20(1) 5.3
10
18.2
10
20
6.1
4,5
20.5
25
6.83
10
5
22.8
25
7.6
10
6
27.3
32
9.1
10
7
31.8
32
9.1
10
8
36.4
38
12.1
15
9
41
47
13.7
15
10
45.5
47
15.2 20(1)
(1) 3,5kW – 220V mono – 20A
Para cada tipo de tensão de alimentação a corrente de emprego lb é indicada,
bem como o calibre a escolher para o disjuntor.
lb =
P
em monofásico.
U
lb =
p
em trifásico.
3 *U
SECÇÃO DOS CONDUTORES DE FASE
A secção dos condutores e o calibre do dispositivo de protecção associado
depende da intensidade a utilizar, da temperatura , do modo de colocação da
canalização e da existência ou não de outros circuitos nas proximidades. Na
prática, para circuitos de instalações domésticas é aconselhado considerar os
valores indicados no quadro seguinte:
Secção dos condutores de fase.
Tipo de circuito
Secção
mono 220 V
de
Potência
máxima
Dispositivo de
protecção e calibre
1 ph + N ou 1ph + N + condutores
T
Iluminação
1,5mm2
1500W
Disjuntor
10A
Circuito de tomadas
2,5mm2
3500W
Disjuntor
16A
Cilindro
4mm2
4400W
Disjuntor
20A
Máquina de lavar
4mm2
4400W
Disjuntor
20A
4mm2
5500W
Disjuntor
32A
6mm2
7000W
Disjuntor
38A
Fogão eléctrico
ILUMINAÇÃO FLUORESCENTE
Em função da alimentação, do número e do tipo de lâmpadas, o quadro que a
seguir se apresenta fornece o calibre do disjuntor tendo como hipoteses de
cálculo:
•
instalação num quadro com uma temperatura ambiente a 25ºC;
•
potência do balastro – 25% da potência do tubo;
•
factor de potência – 0,6 para montagem não compensada; 0,86 para
montagem compensada.
Distribuição monofásica : 220V
Distribuição trifásica : 380V entre fases.
Tipo de lâmpadas
Potência W Número de lâmpadas por fase
do tubo (n)
Mono não
compensada
20
5
10 15 24 45 66 79 10 11 15
0
6
0
40
2
5
7
12 22 33 39 50 57 75
65
1
3
4
7
14 20 24 30 36 50
80
1
2
3
6
11 16 20 25 29 40
Mono compensada 20
7
15 22 34 65 94 11 14 16 20
3
3
6
0
40
3
7
11 17 32 47 57 72 83 11
0
65
2
4
7
10 20 29 35 44 51 70
80
2
3
5
8
2 x 20
3
7
11 17 32 47 57 72 83 11
0
2 x 40
2
3
5
8
16 23 28 36 41 55
2 x 65
1
2
3
5
10 14 17 22 25 35
1
2
4
8
2
3
5
10 15 20 25 32 38
Duo compensada
2 x 80
Calibre do disjuntor bi ou terra
(A)
1
16 23 28 36 41 55
11 14 17 20 30
TEMPERATURA DE EQUILÍBRIO DE UM CONDUTOR
A oposição de um material à passagem da corrente eléctrica produz o
aquecimento do referido material, chamado efeito de Joule. O efeito de Joule
tem como desvantagem as perdas nas linhas de distribuição de energia e nas
máquinas. Por outro lado tem como aplicações os aparelhos de aquecimento
eléctrico e os corta-circuitos fusíveis. O calor produzido no condutor vai sendo
irradiado aos corpos vizinhos, chegando ao momento em que o calor irradiado
é igual ao calor produzido por efeito de Joule. Isto leva-nos ao cálculo da
temperatura de equilibrio de um condutor. A partir deste momento a
temperatura mantêm-se constante dizendo-se então que o condutor atingiu a
temperatura de equilíbrio. No caso de o condutor não estar só, a temperatura
de equilíbrio diz respeito ao conjunto dos condutores.
Te = Ti – Ta
(Temperatura de Equilíbrio é igual á diferença entre a temperatura de
irradiação e a temperatura de arrefecimento).
Determinação da secção de um condutor tem a ver portanto tambem com a
determinação das condições de arrefecimento desse mesmo condutor. A d.c.a.
varia com a temperatura ambiente, a elevação de temperatura tolerada, a
natureza do fio condutor, etc. Estipulou-se como valor de referência que a
intensidade que percorre um condutor não deve ultrapassar o valor de 5 A /
mm2 . A partir deste valor foi elaborada a seguinte tabela:
Ver.
Calibre Máx de Protecção (A)
Secção dos Condutores
(mm2)
Intensidade Máx. Admissível
10
1,5
14
15
2,5
20
20
4
25
25
6
31
35
10
43
60
16
75
80
25
100
100
35
125
125
50
160
160
70
200
190
95
240
223
120
260
260
150
325
300
185
380
360
210
450
430
310
540
500
400
640
600
500
760
700
625
880
850
800
1050
1000
1000
1250
Antes de intervir numa instalação (Geral P/ B.T.):
Pretende-se evitar a electrização de quem quer que esteja a intervir numa
instalação electrica (reparação, manutenção…).
Para isso devemos impedir ou dificultar a quem quer que seja de
voluntáriamente ou involuntáriamente, tornar activo um circuito no qual alguêm
esteja a trabalhar. Para o efeito devemos seguir os seguintes passos.
Nunca mexer em nenhum circuito ou aparelho para o qual não
estejamos habilitados a operar ou reparar. Chamar um técnico especializado.
-
Desligar o circuito.
-
Verificar que o circuito esteja electricamente morto.
Ligar as partes activas do circuito desligado à Terra (através de
ferramenta adequada).
Retirar os fusíveis de os houver e guardá-los num cofre fechado à chave
e guardar a chave, ou conservá-los na nossa posse.
Caso a instalação não possua fusíveis, impedir de forma mecânica o
rearmamento dos disjuntores ou seccionadores (por aluquetes com chave ou
dispositivos semelhantes , encravamentos, etc).
Assinalar de forma bem visível “Não Ligar, Reparação em Curso no
Circuito”.
Verificar as condições de deterioração da instalação; se não existem
condutores ou cabos traçados, ligações frouxas ou desapertadas (contactos de
terra ou outros intermitentes).
Ter especial atenção às crianças, para que não liguem acidentalmente o
circuito.
Regras de instalação:
Neutro
Fas
Por uma questão de segurança a fase deve ser
ligada ao polo central e isolado do casquilho da lâmpada e o neutro ao polo
exterior do casquilho (rosca ou baioneta). Isto para que ao desapertar por
descuido uma lâmpada sob tensão, a pessoa em causa não toque
acidentalmente uma parte activa do circuito (fase).
Os comutadores (sempre que o circuito o permita) devem tambem por
convenção acender para cima e apagar para baixo, visto ser à partida mais
fácil puxar uma alavanca para baixo (inclusive usando o peso do corpo), do que
empurrar para cima. Alêm de que qualquer corpo tende a ser naturalmente
puxado para baixo pela gravidade, o que poderia originar a ligação acidental de
um circuito.
Começar pela fixação de toda a aparelhagem eléctrica no bastidor
(arrumação) de forma sempre que possível simétrica e para não sermos
surpreendidos com falta de espaço para algum orgão de comando ou receptor.
-
Dadas as dimensões dos bastidores usados, as pontas de cabo
devem ter um comprimento ao cortar de 1,70 m
As braçadeiras devem estar a uma distância da aparelhagem que pode
variar entre 5 e 7 centímetros. Manter a simetria e as distâncias iguais.
É considerado conveniente deixar o comprimento equivalente ao
tamanho de uma caixa e meia antes de desnudar
Parafuso de Terra
o cabo.
(constituição)
Porca
Em nenhum caso o condutor de terra pode
servir como uma fase ou um neutro. No entanto
em certos casos é necessário usar a cor mais
clara (geralmente o neutro-castanho) para
veicular uma fase à entrada ou saída de um
aparelho de comando.
Anilha de Mola
Anilha
Porca
O parafuso de Terra deve estar
seguramente apertado com as devidas anilhas e
porcas, e com o olhal correctamente construido e
orientado no sentido do aperto (sentido dos
ponteiros do relógio). No caso dos condutores
multifilares usar uma ponteira terminal apropriada
em forma de olhal.
b
a
s
ti
d
o
r
Anilha
Olhal ou Terminal de Olhal
Anilha Serrilhada
Os ligadores rápidos tipo WAGO são usados dentro das caixas de
derivação e libertam os condutores se simultâneamente os rodarmos e
puxarmos. O orifício rectangular serve como ponto de medida e não tem
nenhum efeito sobre o desprendimento dos condutores.
-
Segue-se uma descrição dos simbolos e letras usados em electricidade:
S, Q - Comutadores,
Botões de Pressão
(Switches)
E - Iluminação de Serviço
A usar no Esquema Unifilar
Instalação à
Instalação semi-
Instalação
(t)
H - Iluminação de
Sinalização.
(f)
Instalação
Instalação
A usar no Esquema Funcional e Multifilar
X - Tomadas
Condutor geral (Fase)
L - Fase
N - Neutro
Neutro
Terra
PE - Terra
K – Contactor
O teste com corrente dos trabalhos efectuados na aula em bastidor só pode ser efectuado na
presença do formador.
Constituição e funcionamento de um Relé
Um relé electromagnético é constituido por pelo menos uma bobina e um núcleo
magnético (electroiman), e pelo menos um par de contactos. A bobina ao ser percorrida
por uma corrente eléctrica irá criar um campo magnético induzido no seu núcleo,
atraindo qualquer objecto ferroso nas proximidades, na circunstância uma armadura de
efectuará por rotação ou translação a aproximação e fecho dos contactos. O circuito
electrico que pretendemos ligar fica deste modo establecido.
1ª Fase
A bobina é alimentada e puxa a
armadura para baixo (centro do
electroíman) fechando os
contactos
Fase
2ª
A bobina não está alimentada, o
relé encontra-se em repouso.
Bobina
Bobina
Par de Contactos
abertos
Par de Contactos
fechados
Tipos de Relés (quanto ao funcionamento)
Existem os seguintes tipos de relés:
- Electromagnético
- Térmico
- Magnetotérmico
- Electrodinâmico
- De Indução
- De Tempo ou Temporizado
- Estáticos e Semiestáticos (Electrónicos)
Com o relé da figura acima, pudemos
establecer à distância um contacto atravessado
por uma corrente de 10 A usando uma corrente
de apenas 30 mA (consumo da bobina)
Utilização
A aplicação de cada relé varia com o seu tipo, pelo que podemos usá-los por exemplo
como interruptor em circuitos de potência a partir de um comando em tensão, corrente
ou potência baixa.
Espira de Frager
Aquando da utilização de um relé em corrente alternada este deve ter presente um
dispositivo chamado espira de Frager (espira em curto-circuito) que impede a vibração
dos contactos aquando da passagem da corrente pelo ponto 0, provocando um fluxo
magnético que sustenta o campo magnético durante esse breve periodo.
Funcionamento em corrente contínua
Em corrente contínua os materiais usados na constituição do relé devem ser de tal forma
que este não fique magnetizado para evitar a colagem dos contactos por magnetização
remanescente. Usa-se para o efeito uma peça de plástico no local onde o circuito
magnético se fecharia (ponto de contacto da armadura com a armadura).
Constituição e funcionamento de um Contactor
Um contactor utiliza na sua constituição um relé
electromagnético, que é usado para fechar todo um
conjunto de contactos principais ou auxiliares
agrupados em bloco à cabeça do mesmo, como se
pode ver pela figura ao lado.
Contactor
Aplicações
O contactor é usado como interruptor para motores
e circuitos de potência, permitindo o comando dos
mesmos à distância ou atravês de sensores,
temporizadores, inseridos no circuito de comando,
podendo ser elaborados complexos circuitos de
automatismos.
Identificação
Os contactores são identificados geralmente pela tensão
nominal de funcionamento e pelo número de contactos
normalmente abertos e normalmente fechados que possui
à cabeça. Deste modo um contactor funcionando a 220 V
e possuindo 3 contactos NA e 2 contactos NF seria
designado pelo número 32.
As conexões da bobina são designadas pelas letras A1 e
A2 conforme figura ao lado.
A1
Bobina
A2
Bloco de Contactos Auxiliares
Podemos considerar dois tipos de
contactos num contactor quanto à
função. Os contactos principais
inseridos no circuito de potência a
comandar ou ligar, e os contactos
auxiliares que desempenham funções no
circuito de comando.
A1
A2
1
3
5
7
2
4
6
8
Os contactos principais inseridos no circuito de potência são numerados conforme a
figura acima.