Dimensionamento do condutor de proteção
O dimensionamento do condutor de proteção em uma instalação elétrica de baixa tensão é apresentado na NBR 5410 em duas seções
O leitor pode achar que o dimensionamento é tratado somente na seção 6.4.3 que trata dos condutores de proteção, isto é verdade somente para o esquema de aterramento TT. Para os demais esquemas de aterramentos, inclusive o mais usado que é o TN, este assunto também é tratado na seção 5.1.2.2.4 que trata do seccionamento automático da alimentação para proteção contra choques por contato indireto, ou seja, a proteção supletiva. Portanto o dimensionamento do condutor de proteção PE deve ser feito considerando as duas seções da norma a 5.1.2.2.4 e a 6.4.3.
No caso mais comum que é o uso do esquema TN o dimensionamento do condutor de proteção para atender o critério do seccionamento automático da alimentação é tratado na alínea d da seção 5.1.2.2.4.2. O dimensionamento deve ser realizado para que as características do dispositivo de proteção e a impedância do circuito devam ser tais que, ocorrendo em qualquer ponto uma falta de impedância desprezível entre um condutor de fase e o condutor de proteção ou uma massa, o seccionamento automático se efetue em um tempo no máximo igual ao especificado. A norma considera a prescrição do seccionamento automático da alimentação atendida se a seguinte condição for satisfeita:
Zs . Ia ≤ Uo
onde:
Zs é a impedância, em ohms, do percurso da corrente de falta, composto da fonte, do condutor vivo, até o ponto de ocorrência da falta, e do condutor de proteção, do ponto de ocorrência da falta até a fonte;
Ia é a corrente, em ampères, que assegura a atuação do dispositivo de proteção num tempo no máximo igual ao especificado;
Uo é a tensão nominal, em volts, entre fase e neutro, valor eficaz em corrente alternada.
Veja, Zs é a impedância do percurso da corrente de falta e o condutor de proteção faz parte do percurso da corrente de falta, do ponto de ocorrência da falta até a fonte, logo o dimensionamento do condutor de proteção influencia no atendimento da relação Zs . Ia ≤ Uo.
A segunda seção onde são apresentadas prescrições relativas ao dimensionamento do condutor de proteção é a 6.4.3, que é dedicada às prescrições relativa aos condutores de proteção, mais especificamente na 6.4.3.1 que trata da determinação das seções mínimas destes condutores.
A seção mínima do condutor de proteção é determinada de forma que este condutor seja capaz de suportar os esforços térmicos provocados pela corrente de falta presumida de uma instalação. Para isto a norma apresenta dois caminhos, que o usuário pode escolher:
ü uma fórmula para que a seção mínima seja calculada, apresentada em 6.4.3.1.2, e
ü uma tabela para que a seção seja selecionada, apresentada em 6.4.3.1.3.
A fórmula apresentada pela norma é a seguinte:
onde:
S é a seção do condutor, em milímetros quadrados;
I é o valor eficaz, em ampères, da corrente de falta presumida, considerando falta direta;
t é o tempo de atuação do dispositivo de proteção responsável pelo seccionamento automático, em segundos;
k é um fator que depende do material do condutor de proteção, de sua isolação e outras partes, e das temperaturas inicial e final do condutor. A norma apresenta tabelas que indicam valores de k para diferentes tipos de condutores de proteção.
Caso a aplicação da expressão resulte em seções não padronizadas, devem ser utilizados condutores com a seção padronizada imediatamente superior.
Em alternativa ao método de cálculo de 6.4.3.1.2, a norma apresenta uma tabela para determinação da seção mínima do condutor de proteção, que é a seguinte:
|
Seção dos condutores de fase S mm2 |
Seção mínima do condutor de proteção correspondente mm2 |
|
S ≤ 16 |
S |
|
16 < S ≤ 35 |
16 |
|
S > 35 |
S/2 |
Quando a aplicação da tabela conduzir a seções não padronizadas, devem ser escolhidos condutores com a seção padronizada mais próxima. A tabela acima é válida apenas se o condutor de proteção for constituído do mesmo metal que os condutores de fase.
O mais comum é que os usuários optem por usar a tabela e não a fórmula, para simplificar a determinação da seção mínima. Mas as opções são apresentadas. Aliás, o uso da tabela leva sempre a um valor da seção mínima maior ou igual ao da fórmula, portanto o uso da fórmula poderá baratear a instalação.
Finalmente é importante ressaltar que a norma permite, em duas prescrições (na nota de 5.1.2.2.3.6 e em 6.4.3.1.5), que se use um único condutor de proteção para dois ou mais circuitos, desde que esteja instalado no mesmo conduto que os respectivos condutores de fase, e que seja usada a seção do maior condutor de proteção dos circuitos por ele compartilhado, seja calculado ou seja selecionado na tabela.
