UC02933

Quadros eléctricos de distribuição

Tipos, dimensionamento, montagem, ensaios

Técnico de Manutenção Industrial / Mecatrónica · 25h

Plano da unidade

  1. Tipos de quadros
  2. Normas e classificação
  3. Componentes
  4. Dimensionamento térmico
  5. Cablagem interna
  6. Montagem
  7. Ensaios e marcação CE

Bloco 1 · Tipos

Por função

  • Quadro principal (QGBT) — entrada do edifício; recebe energia da distribuidora.
  • Quadro de distribuição (QD) — distribui por circuitos secundários.
  • Quadro de comando — comutação de motores, sequências.
  • Quadro de força motriz — alimentação de motores grandes.
  • Quadro de iluminação — circuitos de iluminação separados.
  • Quadro de emergência — alimentado por gerador/UPS.

Por construção

  • Modular DIN — componentes em trilho 35 mm (mais comum hoje).
  • Mural — caixa montada na parede.
  • Embutido — em alvenaria.
  • De chão (free-standing) — industrial grande, > 200 A.
  • Aberto (frame) — só em zonas de acesso restrito.

Bloco 2 · Normas

EN 61439

Norma europeia padrão para conjuntos de comando e protecção de baixa tensão (LV switchgear).

Substituiu EN 60439 em 2014.

Partes:

  • EN 61439-1: regras gerais.
  • EN 61439-2: quadros de distribuição industriais.
  • EN 61439-3: quadros para uso por leigos (habitação).

Toda a documentação técnica deve referenciar esta norma.

Classificação IP / IK

IP (Ingress Protection):

  • 1º dígito (sólidos): 0-6.
  • 2º dígito (líquidos): 0-8.

IK (Impacto mecânico): 0-10.

Para cada zona, escolher IP adequado:

  • IP30 — interior seco.
  • IP44 — casa-banho, exterior coberto.
  • IP54 — exterior moderado.
  • IP65/67 — exterior agressivo, marítimo.

Categorias de utilização

  • Form 1: sem separação interna entre compartimentos.
  • Form 2-4: graus crescentes de separação (mais segurança em manutenção).

Industrial: tipicamente Form 2b ou superior.
Habitação: Form 1 chega.

Bloco 3 · Componentes

Núcleo

  • Caixa (metal ou plástico, IP/IK adequado).
  • Trilho DIN 35 mm para componentes modulares.
  • Espaços livres (15-20% para futuras adições).
  • Tampas/painéis com furos para botões/lâmpadas externas.
  • Porta com fechadura.
  • Etiquetas identificação interna e externa.

Componentes eléctricos

  • Disjuntores (geral + secundários).
  • Diferenciais (RCD).
  • Fusíveis (NH para correntes altas; cilíndricos para comando).
  • Contactores (comando de motores).
  • Relés (lógica electromecânica).
  • PLC (em quadros de comando modernos).
  • Réguas de bornes (entrada/saída).
  • Bus-bars (barramentos de cobre para distribuição).

Acessórios

  • Iluminação interna do quadro.
  • Tomada de manutenção 230V dentro.
  • Aquecimento (resistência) — quadros exteriores frios.
  • Ventilação com termóstato (quadros grandes).
  • Sinalização luminosa externa.
  • Botões de emergência acessíveis pela parte de fora.

Bloco 4 · Dimensionamento térmico

Porquê

Componentes em quadro geram calor (perdas P = R × I²). Calor acumula-se na caixa fechada → temperatura interna sobe → componentes desgastam-se mais rápido (regra: cada 10°C acima de 40°C reduz vida útil para metade).

Cálculo

  1. Calcular perdas totais dentro do quadro (soma dos componentes).
  2. Calcular dissipação natural da caixa (m² × k, dependente do material).
  3. Se dissipação insuficiente, adicionar ventilação forçada ou caixa maior.

Software: Schneider Pro-Calc, Hager Easy-Box gratuitos calculam.

Soluções

  • Caixa maior com mais área de dissipação.
  • Ventiladores com filtro (importam sujidade).
  • Permutador ar/ar (industrial).
  • Ar condicionado dedicado (subestações).
  • Componentes mais eficientes (LED em vez fluorescente para indicação).

Bloco 5 · Cablagem interna

Caminhos

  • Canaletas plásticas com tampa.
  • Bus-bars (barramentos cobre) para distribuição entre múltiplos disjuntores.
  • Cabos individuais com identificação.

Separar comando (24V, 1mm²) de potência (3F, secções maiores) em canaletas distintas.

Padrões de cor

Cor Função
Verde/amarelo Terra (PE)
Azul claro Neutro
Castanho L1
Preto L2
Cinzento L3
Vermelho Comando +
Azul escuro Comando −
Laranja Sinais que não desligam com QF principal

Numeração

  • Cabos: anel ou braçadeira com nº correspondente ao esquema.
  • Bornes: identificados ("1", "2", "L1", "13", "14"...).
  • Componentes: etiquetas ("KM1", "QF3", "B1").

Numeração consistente = manutenção em minutos vs horas.

Bloco 6 · Montagem

Sequência típica

  1. Caixa posicionada na parede (mural) ou chão (free-standing).
  2. Trilho DIN montado.
  3. Bus-bars (barramentos) instalados.
  4. Componentes modulares clipsados no DIN.
  5. Cablagem entre componentes em canaletas.
  6. Réguas de bornes entrada/saída.
  7. Etiquetagem completa.
  8. Verificação visual + apertos.

Apertos

  • Cada borne com torque adequado (tabela do fabricante).
  • Re-verificação após primeira temperatura de operação (bornes podem ceder).
  • Manutenção anual: re-apertar todos.

Bornes soltos = aquecimento = degradação → causa #1 de incêndios em quadros.

Documentação interna

Cópia plastificada dentro da porta do quadro:

  • Esquema unifilar.
  • Lista de circuitos.
  • Identificação completa.

Quando há intervenção, primeira coisa que se vê é a documentação.

Bloco 7 · Ensaios e CE

Ensaios obrigatórios (EN 61439)

Antes da entrega:

  1. Inspecção visual — conformidade.
  2. Verificação de cablagem — continuidade, identificação.
  3. Tensão aplicada (dieléctrico) — 1 minuto a tensão de teste; não disparar.
  4. Resistência de isolamento — > limite definido.
  5. Função dos diferenciais e protecções.
  6. Operação dos comandos — botoeiras, contactores, relés.
  7. Polaridade das tomadas.
  8. Identificação completa.

Marcação CE

Quadro manufacturado por fabricante tem que ter:

  • Placa identificadora (marca, modelo, tensão, corrente).
  • Marcação CE (cumpre normas UE).
  • Declaração de conformidade.

Quadro assemblado em obra (custom): fabricante = electricista que o monta; responsabilidade legal dele.

Documentação a entregar

  • Esquema unifilar e multifilar.
  • Lista de material.
  • Manual de operação.
  • Plano de manutenção.
  • Certificado de ensaios.
  • Termo de responsabilidade.
  • Marcação CE se aplicável.

UC02933 · resumo

  • Tipos: principal / distribuição / comando / força motriz.
  • EN 61439 norma actual; classificação IP/IK.
  • Trilho DIN 35 mm padrão modular.
  • Bus-bars para distribuição interna.
  • Dimensionar termicamente — caixa adequada ao calor gerado.
  • Cores RTIEBT + numeração + etiquetagem obrigatórias.
  • Ensaios EN 61439 + marcação CE + documentação completa.