Sebenta UC02949 — Instalações Eléctricas Industriais

1. Normas e Regulamentação

1.1 RTIEBT — Regras Técnicas Portuguesas

O Decreto-Lei n.º 226/2005 aprovou as RTIEBT (Regras Técnicas das Instalações Eléctricas de Baixa Tensão), que transpõem para a legislação portuguesa as normas da série IEC 60364. Estas regras aplicam-se a todas as instalações eléctricas de utilização em baixa tensão (< 1 000 V AC ou < 1 500 V DC).

Divisão das instalações: - Instalações de utilização normal (uso doméstico e geral) - Instalações de utilização industrial (factories, warehouses) - Instalações especiais (hospitais, locais com risco de explosão, estaleiros)

1.2 Série IEC 60364

1.3 IEC 61439 — Quadros de Distribuição

A norma IEC 61439 define os requisitos para quadros de distribuição de baixa tensão: - IEC 61439-1: Requisitos gerais - IEC 61439-2: Quadros de distribuição de energia (PDB) - IEC 61439-3: Quadros de distribuição operados por pessoas não qualificadas

Parâmetros de um quadro certificado: - Tensão nominal (Un): 400/690 V - Corrente nominal (In): 63–6300 A - Grau de protecção IP: 20–65 (conforme instalação) - Temperatura de serviço: -5°C a +40°C - Resistência ao curto-circuito (Icw): conforme dimensionamento

2. Componentes de Aparelhagem Industrial

2.1 Disjuntores de Baixa Tensão

Classificação por curva de disparo: - Curva B: disparo magnético a 3–5× I_nom — instalações domésticas, protecção de condutores - Curva C: disparo magnético a 5–10× I_nom — usos gerais, motores pequenos - Curva D: disparo magnético a 10–20× I_nom — motores, transformadores (correntes de arranque elevadas) - Curva MA: apenas magnético (sem térmico) — para uso com relé térmico externo

Poder de corte (Icu / Ics): - Icu: corrente máxima de curto-circuito que o disjuntor pode interromper (uma vez) - Ics: corrente de serviço (operação repetida): normalmente 0,5–0,75× Icu - Para instalações industriais: mínimo Icu = 10 kA (verificar corrente de curto-circuito do quadro)

Cálculo de corrente de curto-circuito:

Para calcular a corrente de curto-circuito num ponto, usa-se a impedância da rede:

$$I_{cc} = \frac{U_{fase}}{Z_{total}} = \frac{230}{Z_{rede} + Z_{cabo}}$$

2.2 Contactores (Contactor / Contactor AC)

Categorias de utilização (IEC 60947-4-1): - AC-1: cargas resistivas (resistências, aquecimento) - AC-2: motores de anel deslizante (arranque/paragem em carga) - AC-3: motores de gaiola, arranque directo, paragem em marcha - AC-4: motores de gaiola com inversão e frenagem (plugging)

Vida útil: - Mecânica: 10–30 milhões de operações (sem carga) - Eléctrica: 1–3 milhões de operações (com carga)

Constituição de um contactor: - Contactos principais: conectam a carga (3 NO para trifásico) - Contactos auxiliares: para circuitos de comando (NO + NC) - Bobine electromagnética: atracção do núcleo; tensão normalmente 24 VDC, 48 VDC, 110 VAC ou 230 VAC

2.3 Relés Térmicos

O relé térmico protege o motor contra sobrecarga de corrente prolongada: - Elemento bimetálico: aquece e curva ao ser percorrido por corrente excessiva - Ajuste: girar o cursor para o valor de corrente nominal do motor (In ± 5–10%) - Classe 10 (IEC 60947-4-1): dispara em 10 s com 7,2× I_ajuste — standard para motores industriais

Compensação de temperatura ambiente: - Relés com compensação: mantém a curva de disparo mesmo com variações de T ambiente - Relés sem compensação: podem disparar prematuramente em ambientes quentes

Após disparo: - Aguardar arrefecimento do motor (5–10 min) antes de repor (reset manual ou automático) - Investigar a causa do disparo antes de reiniciar

3. Instalação e Cablagem de Quadros

3.1 Regras de Cablagem

Selecção de secções de condutores (IEC 60364-5-52):

Cores dos condutores (IEC 60446): - Fase L1: Preto, Castanho ou Cinzento - Fase L2: Preto, Castanho ou Cinzento - Fase L3: Preto, Castanho ou Cinzento - Neutro (N): Azul claro - Condutor de protecção (PE): Verde-amarelo (OBRIGATÓRIO)

Sistema de numeração de condutores: - Usar ferrule (manga) numeradas em ambas as extremidades - Convenções: condutores de alimentação: L1, L2, L3; condutores de comando: 1, 2, 3... ou A1, A2... - Documentar a numeração no esquema como-construído (as-built)

3.2 Ligação do Motor — 3 Configurações

1. Ligação em triângulo (400V AC, rede 3×400V): - U=W=V: terminais L1→U1; L2→V1; L3→W1 - Pontes: U2-W1; V2-U1; W2-V1 (→ internamente ligado em triângulo se acessível)

2. Ligação em estrela (690V → 400V, rede 3×690V): - L1→U1; L2→V1; L3→W1 - Pontes: U2+V2+W2 juntos (neutro estrela)

3. Ligação estrela-triângulo externo: Para a partida estrela-triângulo, os 6 terminais do motor são acessíveis (não há pontes internas): - U1, V1, W1: terminais de início de enrolamento - U2, V2, W2: terminais de fim de enrolamento

4. Arranques de Motores

4.1 Arranque Directo (DOL)

Circuito de potência:

L1  L2  L3
 │   │   │
[Q1 - Disjuntor de motor]
 │   │   │
[K1 - Contactor principal]
 │   │   │
[F1 - Relé térmico]
 │   │   │
U1  V1  W1 → MOTOR M1

Circuito de comando típico (230V AC):

L (fase de comando)
 │
[S0 - Botão de paragem NC]──[S1 - Botão de marcha NO]──[K1 - Bobine]
                                     │
                             [K1 - contacto aux. NO]
                             (auto-sustentação)
 │
N (neutro)

4.2 Arranque Estrela-Triângulo — Circuito Completo

Componentes adicionais: - K2 (contactor de estrela): fecha o neutro estrela (U2+V2+W2) - K3 (contactor de triângulo): liga os terminais em triângulo (U2→L3, V2→L1, W2→L2) - KT (temporizador TON): mede o tempo de comutação Y→Δ (ajuste: 5–10s) - Bloqueio eléctrico: K2 NO em série com K3, e K3 NO em série com K2 (nunca fechados simultaneamente → curto-circuito)

Sequência de funcionamento: 1. Pressionar S1: K1 fecha (alimentação), K2 fecha (estrela), KT começa a contar 2. Decorrido o tempo KT: K2 abre, aguarda ~50ms, K3 fecha (triângulo) 3. Motor em operação normal em triângulo

4.3 Variador de Velocidade (VFD) — Instalação

Cablagem de potência: - L1, L2, L3 → entradas do VFD (nunca ligar ao motor antes do VFD!) - U, V, W → saídas do VFD para o motor - PE → aterramento do VFD e do motor (obrigatório)

Cablagem de controlo: - Entradas digitais DI1-DI8: comandos de marcha, paragem, inversão, velocidades pré-definidas - Saídas digitais DO1-DO3: sinalização de estado (em marcha, em avaria, em temperatura) - Entradas analógicas AI1, AI2: referência de velocidade (0–10V DC ou 4–20 mA) - RS485 / PROFIBUS / EtherNet: comunicação com PLC ou SCADA

Regras EMC: - Cabo motor blindado: blindagem ligada à terra no VFD e no motor (360° bonding) - Separação de cabos de sinal e de potência: mínimo 20 cm (perpendicularmente em cruzamentos) - Filtro EMC de entrada (classe C2): reduz perturbações irradiadas e conduzidas

5. Ensaios e Comissionamento

5.1 Verificação Inicial — IEC 60364-6

Ensaios obrigatórios antes de energizar uma instalação nova:

1. Inspecção visual:
2. Verificar selecção correcta dos componentes
3. Verificar qualidade da cablagem, apertos, identificação

4. Verificar aterramento e continuidade do PE

5. Medição de resistência de isolamento:

6. Com todos os circuitos desligados e dispositivos sensíveis desconectados (VFDs, relés electrónicos)
7. Aplicar 1000 V DC entre condutores activos e PE

8. Resultado: ≥ 1 MΩ para circuitos até 1 000 V AC

9. Continuidade do condutor de protecção:

10. Medir resistência do condutor PE desde o barramento de terra até à carcaça de cada equipamento

11. Resultado: ≤ 1 Ω

12. Sequência de fases:

13. Sequencímetro ou osciloscópio
14. Confirmar L1→L2→L3 em sentido horário (antes de ligar ao motor)

5.2 Teste Funcional de Quadro de Motor Y-Δ

Procedimento passo a passo: 1. Verificar com multímetro que a alimentação está DESLIGADA 2. Verificar posição e ajuste do relé térmico (In do motor) 3. Energizar o quadro (Q1 geral) 4. Medir tensão no barramento: U=400V (±10%) 5. Pressionar S1 (marcha): verificar K1 e K2 fecham (LEDs ou multímetro nas bobines) 6. Após tempo KT: verificar K2 abre e K3 fecha 7. Medir corrente nas 3 fases com pinça amperimétrica: desequilíbrio < 5% 8. Pressionar S0 (paragem): verificar K1 e K3 abrem 9. Testar relé térmico: pressionar botão de teste → K1 deve abrir e alarme ligar 10. Verificar sinalização luminosa em cada estado

6. Manutenção de Instalações Eléctricas

6.1 Programa de Manutenção de Quadros

Periodicidade e tarefas:

6.2 Interpretação de Termografia em Quadros

Critérios de avaliação (norma NETA/IEC 61439):

Causas mais comuns de ponto quente em quadro: 1. Aperto insuficiente no terminal (resistência de contacto aumentada → aquecimento R×I²) 2. Oxidação do terminal de cobre 3. Contactor com contacto desgastado (resistência aumentada) 4. Desequilíbrio de carga entre fases

Sebenta elaborada para a UC02949 do curso TMIM — Aulify Platform Versão 1.0 — 2026