Por que a seção da fiação dimensionada foi tão elevada?

Um dos recursos disponibilizados no módulo Elétrico do AltoQi Builder é o dimensionamento automático da seção da fiação, que leva em consideração critérios como: capacidade de condução de corrente, coordenação com o disjuntor, queda de tensão, etc., e é realizado na seguinte ordem:

1. Determinação da corrente de projeto;
2. Determinação da corrente corrigida;
3. Determinação da seção da fiação através do critério da capacidade de condução de corrente;
4. Verificação da seção mínima admissível; 
5. Verificação do critério da concessionária;
6. Verificação da coordenação fiação - disjuntor;
7. Verificação da queda de tensão parcial.

Como é realizada a verificação de vários itens, pode ocorrer do valor dimensionado ser maior do que o valor esperado pelo projetista. As causas mais comuns que geram seções de fiação mais elevadas são:

• Corrente de projeto alta: Se a corrente de projeto for elevada, a corrente corrigida será maior e, consequentemente, será necessário um cabo com seção maior. Também será necessário um disjuntor que suporte uma corrente maior, o que pode vir a aumentar a seção do cabo devido a coordenação entre estes elementos. Esta corrente também é utilizada no cálculo da queda de tensão, portanto se os valores limites forem ultrapassados pode ser necessário aumentar a seção da fiação;
• FCA baixo: Se o FCA for muito baixo, a corrente corrigida será maior e, consequentemente, será necessário um cabo com seção maior. O FCA também é utilizado na verificação da coordenação disjuntor - fiação, portanto, devido a ele, a seção da fiação necessária pode ser maior;
• Dispositivo de proteção contra corrente de curto-circuito elevado: Se o dispositivo de proteção contra corrente de curto-circuito possuir um valor elevado pode ser necessário aumentar a seção do cabo devido a coordenação entre estes elementos;
• Critério da concessionária: Para o dimensionamento da entrada de serviço o programa leva em consideração os critérios da concessionária selecionada pelo usuário. Portanto pode ocorrer da tabela cadastrada solicitar o aumento da seção da fiação;
• Distância percorrida pelo circuito: Se a fiação de um circuito percorrer distâncias muito elevadas pode ocorrer dos valores limites da queda de tensão parcial serem ultrapassados e ser necessário aumentar a seção da fiação;

A seguir apresentaremos alguns casos de circuitos dimensionados com seções maiores que o usual para exemplificar as situações mencionadas acima.

Exemplo 1 - Circuito de tomadas de uso geral com 4 mm²

Para o nosso primeiro exemplo temos o circuito de tomadas exibido abaixo:

Como podemos observar no relatório de dimensionamento, este circuito possui uma corrente de projeto (Ip e In) de 22,75 A (1).

Para a corrente corrigida de 22,75 A será necessário um cabo de 2,5 mm² que suporta 24 A (2). Porém, como é necessário um disjuntor de 25 A para proteção contra corrente de sobrecarga será necessário aumentar a seção da fiação para 4 mm² (3), de forma a realizar a coordenação disjuntor - fiação.

Sendo assim, o circuito possuirá um disjuntor de 25 A e uma fiação de 4 mm² (4).

Neste caso, para diminuir a seção da fiação dimensionada para este circuito será necessário diminuir a corrente de projeto. Para isso recomendamos a leitura do artigo Como diminuir a corrente de projeto?.

Exemplo 2 - Circuito de iluminação com 4 mm²

Para este exemplo temos o circuito de iluminação exibido abaixo:

Como podemos observar no relatório de dimensionamento, este circuito possui uma corrente de projeto (Ip e In) de 2,36 A (1).

O FCA de 0,41 gera uma corrente corrigida de 5,76 A sendo necessário um cabo de 0,5 mm² que suporta 9 A (2).

Porém, como explicado no artigo Como é dimensionado o dispositivo de proteção contra corrente de sobrecarga?, a corrente Iz deve ser maior que o disjuntor utilizado, que neste exemplo é 10 A (disjuntor mínimo configurado). Para o cabo de 1,5 mm², que suporta 17,5 A, o Iz será 7,175 (menor que 10). Para o cabo de 2,5 mm², que suporta 24 A, o Iz será 9,84 (menor que 10). Para o cabo de 4 mm², que suporta 32 A, o Iz será 13,12 (maior que 10), portanto será necessário aumentar a seção da fiação para 4 mm² (3), de forma a realizar a coordenação disjuntor - fiação.

Sendo assim, o circuito possuirá um disjuntor de 10 A e uma fiação de 4 mm² (4).

Neste caso, para diminuir a seção da fiação dimensionada será necessário aumentar o FCA aplicado ao circuito, de forma a minimizar a correção da corrente Iz. Para isso recomendamos a leitura do artigo Como melhorar o FCA dos condutos?.

Exemplo 3 - Circuito de chuveiro com 10 mm²

Para este exemplo temos o circuito do chuveiro exibido abaixo:

Como podemos observar no relatório de dimensionamento, este circuito possui uma corrente de projeto (Ip e In) de 24,55 A (1).

O FCA de 0,57 gera uma corrente corrigida de 43,06 A sendo necessário um cabo de 10 mm² que suporta 57 A (2).

Para o disjuntor de 25 A, o cabo de 10 mm² está adequado para realizar a coordenação disjuntor - fiação (3).

Sendo assim, o circuito possuirá um disjuntor de 25 A e uma fiação de 10 mm² (4).

Neste caso, para diminuir a seção da fiação dimensionada será necessário aumentar o FCA aplicado ao circuito, de forma a diminuir a corrente corrigida. Para isso recomendamos a leitura do artigo Como melhorar o FCA dos condutos?.

Exemplo 4 - Circuito de iluminação com 4 mm²

Para este exemplo temos o circuito de iluminação exibido abaixo:

Como podemos observar no relatório de dimensionamento, este circuito possui uma corrente de projeto (Ip e In) de 5,85 A (1).

O FCA de 1 gera uma corrente corrigida de 5,85 A sendo necessário um cabo de 0,5 mm² que suporta 9 A (2).

Porém, como explicado no artigo Como é dimensionado o dispositivo de proteção contra corrente de curto-circuito?, após calcular a corrente de curto-circuito no ponto presumido e determinar a peça de proteção que será utilizada no circuito, que neste exemplo é 10 A (disjuntor mínimo configurado), é necessário verificar se a seção do condutor principal do circuito suportará a energia que a proteção permite passar por um determinado período de tempo. 

Para isso a seguinte inequação deve ser atendida:

Onde:

•  = constante definida na tabela 30 da NBR 5410/2004;
•  = seção do condutor, em mm²;
•  = corrente de curto-circuito da peça de proteção, em Ampères;
•  = tempo de atuação do disjuntor, em segundos (informado no cadastro);

No circuito exemplo, é utilizado o grupo utilizado "Disjuntor bipolar DR (fase/neutro - In 30mA) - DIN" e nele somente existem peças de 10 kA (3), por este motivo esse dispositivo de proteção contra corrente de curto-circuito foi dimensionado.

Ao utilizarmos a fiação de 1,5 mm² (que seria suficiente pelos outros critérios) teremos:

115² x 1,5² > 10000² x 0,001
29756,25 > 100000

Como a inequação está incorreta é necessário aumentar a seção do cabo até que ela fique correta, o que ocorre para a seção de 4 mm², de forma a realizar a coordenação térmica entre disjuntor - fiação.

Sendo assim, o circuito possuirá um disjuntor de 10 A - 10 kA e uma fiação de 4 mm² (4).

Neste caso, para diminuir a seção da fiação dimensionada será necessário diminuir o valor da corrente de curto-circuito da peça de proteção (10 kA).

Para o caso desse exemplo, em que a corrente de curto-circuito presumida é baixa e no grupo utilizado "Disjuntor bipolar DR (fase/neutro - In 30mA) - DIN" somente existem peças de 10 kA uma opção seria utilizar outro grupo de peças, por exemplo "Disjuntor unipolar termomagnético - DIN" ou criar uma peça com uma corrente de curto-circuito menor (Exemplo: Cadastrando um dispositivo de proteção - Disjuntor).

Para os casos em que o dispositivo de proteção contra corrente de curto-circuito foi dimensionado elevado pois a corrente de curto-circuito presumida está elevada será necessário diminui-la.

Exemplo 5 - Quadro de medição com 70 mm²

Para este exemplo temos o circuito do quadro de medição exibido abaixo:

Como podemos observar no relatório de dimensionamento, este circuito possui uma corrente de projeto (Ip e Ib) de 47,70 A (1).

Para a corrente corrigida de 47,70 A será necessário um cabo de 10 mm² que suporta 50 A (2). Porém, como explicado no artigo Critério da concessionária, a concessionária selecionada solicita uma fiação de 70 mm² e um disjuntor de 150 A (3), desta forma será necessária aumentar a seção da fiação.

Sendo assim, o circuito possuirá um disjuntor de 160 A e uma fiação de 70 mm² (5).

Neste caso, para diminuir a seção da fiação dimensionada recomenda-se verificar o motivo da concessionária solicitar essa seção de fiação.

A concessionária selecionada pode não ser a adequada para o projeto realizado. Se não for, deve-se alterar a peça utilizada na entrada de serviço (AL1) para a concessionária desejada. Para alterar a peça utilizada recomendamos a leitura do artigo Como alterar a peça utilizada em um ponto depois de ser lançada?.

Exemplo 6 - Circuito de iluminação com 6 mm²

Para este exemplo temos o circuito de iluminação exibido abaixo:

Como podemos observar no relatório de dimensionamento, este circuito possui uma corrente de projeto (Ip e In) de 12,27 A (1).

O FCA de 1 gera uma corrente corrigida de 12,27 A sendo necessário um cabo de 1 mm² que suporta 14 A (2).

Porém, para a fiação mínima exigida (1,5 mm²) a queda de tensão parcial é maior que o limite de 4%, desta forma será necessária aumentar a seção da fiação para 6 mm² (3).

Para o disjuntor de 16 A, o cabo de 6 mm² está adequado para realizar a coordenação disjuntor - fiação (4).

Sendo assim, o circuito possuirá um disjuntor de 16 A e uma fiação de 6 mm² (5).

Neste caso, para diminuir a seção da fiação dimensionada para este circuito será necessário diminuir a queda de tensão parcial. Para isso existem duas opções principais:

• Diminuir a corrente de projeto. Para isso recomendamos a leitura do artigo Como diminuir a corrente de projeto?;
• Diminuir a distância percorrida pelo cabo. Neste caso uma opção é dividir os pontos em mais circuitos;

Realizando a verificação descrita neste artigo é possível identificar as principais causas que geram um dimensionamento de seção de fiação elevada.