Você sabia que as instalações e execuções de redes elétricas de baixa tensão no Brasil são regulamentadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) em suas normas regulamentadoras (NBRs)?
Diversas são as normas, mas a mais conhecida e utilizada é a ABNT NBR 5410 que trata de instalações elétricas de baixa tensão e tem o objetivo de garantir o correto funcionamento, a qualidade das instalações elétricas e claro, a segurança da instalação e das pessoas.
Capa ABNT NBR 5410
Essa norma abrange o dimensionamento dos condutores elétricos, a correta instalação de dispositivos de segurança como DPS, equipotencialização, além da correta escolha dos materiais elétricos utilizados nas instalações.
Vamos conhecer um pouco mais da ABNT NBR 5410 e as suas implicações para os sistemas de aquecimento solar de água e também nos sistemas fotovoltaicos conectados à rede.
Nos sistemas de aquecimento solar de água podemos ter o uso de resistências elétricas monofásicas geralmente de 4000 W em tensão 220V que geram correntes da ordem de 18 amperes, além de motores elétricos monofásicos com correntes de 1 A até 10 A e esses dispositivos bem como os cabos que levam energia até eles precisam ser devidamente protegidos e dimensionados caso contrários há risco de incêndio e choque elétricos.
Já nos sistemas fotovoltaicos residenciais como exemplo, temos a necessidade de conectar os mesmos na rede da edificação, para isso precisamos dimensionar corretamente os cabos (terra, neutro, fases) para escoar a corrente de inversores de 3000 W a 10000 W em 220V monofásicos com correntes que variam de 15 A até 46 A.
Em qualquer uma dessas situações, a escolha errada de um disjuntor pode comprometer o aquecimento ou a geração de energia fotovoltaica e o dimensionamento inadequado dos cabos pode gerar sobre aquecimento e até incêndios.
Diante dos pontos mencionados anteriormente, encontramos situações nas normas que são muitas vezes más interpretadas por profissionais no mercado relacionado ao dimensionamento desses cabos e disjuntores. Vejamos abaixo, alguns itens na norma e algumas interpretações.
Trata sobre a possibilidade de redução do condutor neutro em circuitos trifásicos que atendam a três condições especificadas na norma nesse mesmo item, seguindo a Tabela abaixo.
Seção reduzida do condutor neutro
Muitos profissionais, sem observar e garantir que as três condições pedidas na 5410 aconteçam, usam um neutro e até o condutor terra em seção reduzida em relação à fase, o que pode trazer economia em um primeiro momento, mas se as condições pedidas na 5410 não forem atendidas, como por exemplo um desequilíbrio haverá correntes no neutro que poderão danificá-los.
Portanto, na dúvida use secções iguais, pois no mínimo a parte mais importante que é a segurança elétrica da instalação nesse quesito estaria garantida.
Aborda os limites máximos de queda de tensão máxima, conforme mostrado na Figura 2. Por exemplo, se a CPFL te entrega 220V de tensão nominal contratada no padrão (QM) e você vai levar isso até um circuito final de uma motobomba (M) a queda de tensão não deveria ser superior a 5%, ou seja, deveria você chegar com tensão lá de 209 V.
Além disso a norma também diz que nos circuitos terminais ou seja do Quadro de Força do Equipamento (QF) até o equipamento essa queda de tensão não pode ser superior a 4% da tensão nominal, ou seja, não poderia chegar no motor uma tensão igual a 206.8 V.
Quedas de tensões máxima pela ABNT NBR 5410
E você, tem seguido esses critérios ao dimensionar os cabos elétricos e disjuntores do seu sistema fotovoltaico ou da sua resistência elétrica ou mesmo da bomba que circula água pelos coletores solares? O projetista que está fornecendo a solução se preocupou em observar isso?
No aquecedor Solar, negligenciar a queda de tensão se manifesta como uma resistência elétrica que deveria ser 4000W entregando 3500W ou seja, 13% a menos e portanto não aquecendo a água como deveria em um dia frio. Ou, um motor elétrico operando com uma corrente mais alta, o que iria gerar um aquecimento maior e menor vida útil do mesmo.
Já no sistema fotovoltaico calcular o sistema com quedas de tensões altas e maiores que 4% vão levando a menores gerações e menores economias, basicamente você irá pagar mais na conta de luz. Em casos mais sérios, pode haver uma elevação de tensão quando o inversor tenta injetar energia na rede e por proteção o inversor se desliga, se isso acontece seu sistema deixa de gerar por completo até que seja religado.
Aborda sobre a capacidade de condução de corrente das diversas bitolas de cabos e apresenta diversas tabelas como a 36 da Tabela 2 abaixo. Basicamente essas tabelas mostram para uma determinada forma de instalação (ex: cabo unipolar dentro de um eletroduto preso na parede) qual a corrente máxima que o cabo suportaria naquela condição (isolação, temperatura máxima do condutor e temperatura ambiente ou do solo).
Capacidade de condução Tabela 36 ABNT NBR 5410
Um erro muito comum de muitos profissionais é utilizar essa tabela como se essa fosse a capacidade real de condução dos cabos, e não é, porque sabemos que nas instalações há outros fatores importantes a considerar como a temperatura ambiente geralmente é maior que 30°C, e o fato de passarmos vários circuitos (conjuntos de 2 ou 3 cabos conforme a carga que alimentamos) juntos e um acaba gerando calor para o outro. A sequência abaixo e as falhas possíveis.
Imagine um circuito monofásico (dois cabos energizados) para uma corrente de 45 A/220V de uma resistência elétrica e Admita método de instalação B1 na Tabela acima. Ficaríamos tentados a escolher o cabo de 10 mm², porque ele suporta 57 A, certo?
Como vimos anteriormente, temos que nos preocupar com a temperatura ambiente, digamos que seja de 40°C na região onde o eletroduto passa preso a uma parede. Nessa condição pela Tabela 40 da ABNT NBR 5410 iríamos usar um fator de correção de 0,8, e a capacidade de condução do cabo agora é 49,59 A. Mas tudo bem, ainda é maior do que 45 A e o cabo não teria problema, certo?
Tabela 40 ABNT NBR 5410
Se de fato esse circuito fosse passar isolado, ou seja, apenas os 02 cabos que levam esses 45 A, estaríamos dentro da norma. Ocorre que muitas vezes estamos dividindo o eletroduto com outros circuitos (digamos um motor), então agora nesse caso, a norma apresenta na sua Tabela 42 um fator de correção de agrupamento de 0,8, e isso leva a capacidade de correção para 39,67 A.
Caso estejamos operando realmente nas condições descritas, o cabo iria atingir temperaturas acima de 70°C, isso comprometeria sua isolação causando derretimento, curtos e até incêndios. Logo, o correto seria utilizar o cabo de 16,00 mm², porque esse cabo tem capacidade de 57 A que depois de corrigida (0,8 e 0,87) a capacidade seria de 52,8 A (superior aos 45 A), logo atenderia a Norma.
Fator de correção para agrupamento
Específica como deve ser dimensionado o disjuntor que tem a função de proteger o cabo que foi dimensionamento. Ou seja, o cabo de 16mm² que nas condições de instalação suporta 52,8 A, mas vamos precisar passar nele 45 A.
A norma diz que a corrente do disjuntor que vamos escolher deve ser maior do que a corrente de projeto (IB=45 A), mas ao mesmo tempo menor do que a corrente de projeto corrigida (Iz = 52,8). Além de também a corrente de atuação do disjuntor (I2=1,13 In) ser menor ou igual a 1,45 Iz.
Tomando como exemplo, comercialmente falando, escolhemos o disjuntor de 50 A que atenderia as demandas impostos, pois:
Ao contrário do que muitos pensam, o correto dimensionamento de um sistema elétrico demanda profissionais capacitados que saibam operar essas análises como brevemente demonstramos.
Entretanto, observamos que nem sempre as coisas ocorrem dessa forma, pois a pressa do dia a dia que nos impõem esse mudo cada vez mais agitado, as informações são resumidas a tabelas as quais a consulta não é feita com critérios técnicos suficientes e muitas instalações elétricas são precárias e má dimensionadas, operam gastando mais energia devido a grandes quedas de tensão e muitas outras até mesmo geram incêndios e prejuízos graves para as pessoas.
Cabe, portanto, aos profissionais que atuam no setor se especializar e conhecer a ABNT NBR 5410 para fazer as devidas especificações e instalações dos equipamentos, cabos e dispositivos de proteção. E você, tem seguido essa norma?
Aqui na Solis Solar nos preocupamos muito com essa norma, pois ela é segurança para a vida de nossos clientes. Possuímos profissionais capacitados que prestam todo o suporte antes, durante a após a implantação dos nossos sistemas de aquecimento solar de água e sistemas fotovoltaicos, assinando as respectivas anotações de responsabilidade técnica junto aos respectivos conselhos regionais de engenharia (CREA’s), garantia de segurança, qualidade, conforto e tranquilidade para nossos clientes.
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