Dúvida sobre corrente em condutores.

Apareceu uma dúvida numa lista. Respondendo, acabei por escrever um texto bem grande e achei bem didático.

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Olá pessoal, como faço para saber qual a corrente que irá circular em cada cabo destes?

Trifasico.380 V
Indutiva.
43 metros
estão na mesma fase.
A carga é aproximadamente 600 CV

Obrigado
Sds
Figura: http://www.2shared.com/file/2943915/1aed88a9/cargafonte.html

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Vamos lá se eu posso desenrolar isso um pouco mais:

Disse que é trifásico mas estão tudo na mesma fase. Não entendi isso rei. Se for monofásico, o que acho difícil (uma máquina de 600CV ser monofásica?!?!), a tensão é mesmo 380V?? Eu acho que não (eu acho!!)...

Então vamos considerar que a carga seja trifásica, a potência 600CV e a tensão fase-fase 380V (aí sim tá ok para trifásico). Por ser trifásico, dividiremos a potência por 3 (considerando a carga estando equilibrada): dá 147,1KW por fase (note que transformei para WATTS).

Como temos a potência na fase, e temos também que a tensão de fase é 380 / raiz(3) = 220V. Então achamos a corrente por fase, que é [ 147,1K / 220 ] = 668,6A.

Temos a corrente total de alimentação da carga: essa é a intensidade da corrente que sai da fonte. Então agora ela se divide por 2 vãos de condutores:

- Calculando a resistência do condutor de 120, temos: R120 = 0,017*43/120 = 6,1.10^-3 ohms.- R95 = 0,017*43/120 = 7,7.10^-3 ohms.

Assossiando em paralelo, temos Req = R120*R95/(R120+R95) = 3,4.10^-3 ohms. Assim, teremos uma tensão de condutores Vc = It*Req = 668,6*Req = 2,27V.

Agora, as correntes I120 = 2,27 / R120 = 372,1A. E a I95 = 2,27 / R95 = 294,8A. Veja que a corrente total da fonte é aproximadamente igual a I120 + I95 = 666,9A (deu menos de 1% de erro, por causa dos arredondamentos).

Obs: Considerei a carga sendo totalmente resistiva, seguindo a potência dada, de 200CV (147,1KW) por fase. Se for indutivo, basta repetir os cálculos, agora mudando 200CV para 250CV (assumindo um fator de potência de 0.80). O resto dos cálculos é o mesmo... Mãos à obra!!

Voltando ao pensamento inicial (totalmente resistiva), temos que a corrente nos cabos de 120 é de 372,1A (sendo que a capacidade máxima para cabos 120mm² é de 239A). E a corrente nos cabos de 95 é de 294,8A (sendo que a capacidade máxima para cabos 95mm² é de 207A - seguindo a tabela da WETZEL, que achei no Google).

Veja que para a carga resistiva, a corrente já está maior que a suportada pelos condutores. Se a carga for indutiva, ou seja, aumentando ainda mais a potência aparente por fase, a corrente será ainda maior, agravando ainda mais o problema de sobrecorrentes.

Continuando o pensamento, vamos agora para a queda de tensão. Como calculado, a tensão nos condutores foi de 2,27V. Se a tensão por fase é de 220V, temos como queda de tensão percentual: Qt% = 2,27*100/220 = 1%, o que é perfeitamente aceitável.

Sobre a corrente nominal lá na fonte, deve ser a nominal do barramento, que é de 1.200A, e está corretamente dimensionado. O que não parece estar bem dimensionado, fora os condutores (que a corrente da carga ultrapassa a sua capacidade) é a proteção contra sobrecargas (disjuntor). Vale lembrar: a corrente nominal do disjuntor DEVERÁ SEMPRE SER MENOR do que a capacidade máxima dos condutores de menor bitola (se no mesmo circuito tiver condutores de diferentes bitolas (até onde sei, a norma não permite isso, porque ou você acaba subdimensionando ou sobredimensionando um trecho)). Assim, se for apenas uma proteção para os dois condutores (proteção logo na saída da fonte, antes da bifurcação), a corrente nominal do disjuntor deverá ser menor do que a capacidade máxima do cabo de menor bitola. Ou seja, In(disj) deverá ser menor do que 207A (capacidade máxima de cabos 95mm² - segundo tabela WETZEL (vide Google)). Porém, se o disjuntor estiver bem dimensionamento (nominal menor que 207A), ele sempre atuaria, visto que para a potência mencionada, a corrente será sempre maior; lembrando que aqui, considerando o disjuntor já na saída da fonte, teremos uma corrente nominal de carga de 668,6A (que é bem maior que a nominal correta do disjuntor (que deverá ser menor que 207A (para os cabos utilizados)).

Então, ao meu ver, cabe as seguintes modificações: mudar os cabos para uma bitola maior; não podendo (sei lá, digamos que não haja condutores maior que 120mm²), como quem não tem cão caça com gato, adicione mais outros vãos de 120mm², para dividir a corrente entre os cabos, visando não ultrapassar a capacidade máxima. Ah, e retire o cabo de 95mm², porque senão você não poderá aproveitar os 25mm² restantes dos outros cabos de 120, por causa da proteção do disjuntor, sacou?

Vou explicar melhor: se para dimensionar o disjuntor você tem que tomar como referência a menor bitola, então seria 95mm². Assim, seus cálculos tomarão como base 95mm² de condução para todos os cabos, até para os de 120mm². Então, retirando os condutores de 95mm² e colocando só vãos de 120mm², você ganha mais 25mm² de condução. Assim, agora você pode dimensionar corretamente o disjuntor para uma corrente maior que 668,6A (pois essa é a corrente nominal de carga) e menor do que 239*n (sendo n o número de vãos de 120mm²).

Neste caso, pode-se utilizar 3 vãos de 120mm². Assim, teremos uma capacidade total de condução de 3*239 = 717A, que é maior do que a corrente nominal de carga, 668,6A. Então, a corrente nominal do disjuntor deverá ficar entre 668,6 e 717A. Se não for possível, coloque mais um vão e você terá um intervalo de 668,6 e 956A para escolher seu disjuntor (956 = 239 * 4 vãos).

Esse negócio de por vãos não sei se é correto segundo as normas brasileiras, mas como eu falei, quem não tem cão, caça com gato.

Olha só, eu escrevi aquilo que acredito ok? Eu acredito que os cálculos sejam assim, tanto é que coloquei tudo aí, até as fórmulas.

Fiquem à vontade para concordar ou discordar....