7. Quadros, diagrama unifilar e dimensionamento

Quadros de distribuição

Em um quadro de distribuição trifásico, você pode bloquear a fase de um disjuntor monofásico ou RCBO. A fase bloqueada permanece na próxima distribuição automática; bloqueie apenas uma decisão manual verificada e consciente. Com dados de potência completos, a corrente de fase decide; com dados incompletos, o número de circuitos é apenas uma estimativa informativa. Um circuito ligado a um disjuntor (ou RCBO) de 3 ou 4 polos é tratado pelo programa como trifásico, mesmo que o número de fases do circuito tenha ficado em 1; um circuito trifásico carrega as três fases igualmente, por isso a falta da sua potência não prejudica a verificação do equilíbrio de fases.

A lista Quadros de distribuição, aberta a partir da página do projeto, contém as caixas dos quadros de distribuição (no máximo 20 por projeto). Para um novo quadro de distribuição, você informa o nome, o tipo (quadro monofásico, quadro trifásico, caixa de medição / entrada de serviço, quadro de distribuição secundário), para um quadro secundário o quadro de origem, a caixa (item da lista de preços) e o tamanho (1–6 fileiras, 6–36 módulos por fileira).

O número de fases (1 ou 3) também pode ser definido independentemente do tipo; se deixado em branco, o tipo decide (em um quadro monofásico/trifásico o próprio tipo já é monofásico ou trifásico; em um quadro secundário / caixa de medição, é deduzido dos circuitos atribuídos a ele). Um número de fases explícito tem prioridade: ele decide se o seletor de fase aparece para dispositivos monofásicos, e tanto o dimensionamento quanto a verificação das regras usam esse valor.

Em um projeto NEC (americano), o tipo do quadro de distribuição é load center: com número de posições, disjuntores de 1 ou 2 polos e proteção GFCI/AFCI, panel schedule imprimível e, na página Quadros, cálculo de carga da residência. Isso é descrito no capítulo Projeto conforme a NEC.

Em um projeto do mercado húngaro, um quadro pode ser atribuído a um ponto de medição da Ficha de ligação; a demanda calculada do ponto é obtida a partir desse quadro, e o esquema do ponto de medição mostra em sequência a ligação, o disjuntor geral, o medidor de kWh e o quadro (veja o capítulo Impressão, jogo de pranchas e DXF, Documentação para a distribuidora).

O projetista de quadro de distribuição

O projetista mostra a caixa como posições de módulos dispostas em fileiras, com barras de ocupação.

A visualização do quadro lembra um quadro real: uma placa de montagem com trilho DIN, canaleta e bloco de terminais N/PE, e cada tipo de dispositivo tem a sua própria face. Há duas visualizações: Placa de montagem serve para editar (aparecem os terminais e o barramento tipo pente), Tampa frontal mostra a tampa, que deixa livres apenas as faces dos dispositivos, com tampas cegas nos lugares vazios. As chaves Etiquetas, Marcação de fases e Barramento tipo pente ajustam a exibição; o navegador lembra a configuração. A faixa de etiqueta abaixo do dispositivo mostra a etiqueta e o nome do circuito; em um quadro trifásico também aparece o selo L1/L2/L3. A edição (arrastar, setas, Del) funciona igual nas duas visualizações.

À direita fica a paleta Adicionar dispositivo: os resultados aparecem conforme o código ou o texto digitado na busca (a lista completa não é exibida); ela contém apenas itens da lista de preços que têm dados de módulo (Dados dos módulos). Se algum dos seus próprios itens não tiver dados de módulo, a paleta os lista; para os que podem ser deduzidos do texto, você adiciona os dados com um botão, e os demais precisam ser informados na página Dados dos módulos. Se um dispositivo não tem item da lista de preços, o botão Sugestão restringe os módulos por tipo, número de polos, largura e proteção do circuito; uma única correspondência é mostrada em pré-visualização, e com vários candidatos (ou uma corrente nominal desconhecida) você precisa escolher na lista; nada é gravado antes de você confirmar.
Os dispositivos podem ser movidos arrastando ou com as setas; Del exclui.
Propriedades do dispositivo: rótulo, circuitos, “A jusante de” (dispositivo DR ou chave geral), fase.
Reserva: pela paleta você pode colocar um disjuntor, um RCBO ou um dispositivo DR também sem circuito; nas propriedades desse dispositivo aparece o selo “Reserva”, e o circuito pode ser atribuído depois no campo “Circuitos”.
Corrente nominal menor / maior: em um dispositivo com item da lista de preços, os botões − e + nas propriedades passam para o próximo módulo de corrente menor ou maior (tipo, número de polos, largura, curva de disparo e sensibilidade do DR se mantêm). O programa verifica a troca com as regras habituais (proteção superdimensionada, circuito sobrecarregado). Em um disjuntor, o seletor Curva de disparo (B, C, D…) troca para o módulo de mesma corrente com outra curva.
Chave geral depois: se você colocar uma chave geral mais tarde, os dispositivos DR e disjuntores sem dispositivo pai passam automaticamente para trás dela, de modo que o diagrama unifilar e a ligação acompanham na hora. Ao excluir, os dispositivos filhos passam para o pai do dispositivo excluído, e a alimentação do quadro secundário alimentado por ele é apagada; os circuitos do dispositivo excluído recebem a indicação “não posicionado” até você lhes dar um novo lugar.
Botão Novo circuito; Sugerir a partir dos circuitos: o programa oferece uma disposição com pré-visualização, que você pode aceitar ou descartar. Se a disposição não couber no quadro, o programa recomenda um tamanho maior, que você pode definir ali mesmo. Modos de otimização: Standard mantém o arranjo estabelecido, Compact economiza espaço e pode oferecer um quadro menor, e Installation torna os grupos de DR e a reserva no fim da fileira mais claros. Os modos alteram apenas posições; um tamanho menor exige confirmação e a quantidade de módulos não comprova compatibilidade física. Para um quadro vinculado ao desenho, os circuitos do pavimento que ainda não estão ligados a um quadro são incluídos automaticamente; se o pavimento tem vários quadros, você pode escolher: somente os circuitos atribuídos a este quadro, todos os circuitos livres do pavimento neste quadro ou os circuitos livres que vão para o quadro mais próximo.
O cabo de alimentação e seu comprimento podem ser informados (necessários para o dimensionamento).
Alimentar um quadro secundário: nas propriedades do quadro secundário, o campo Alimentado por (quadro pai / dispositivo) seleciona o quadro pai e o dispositivo de alimentação (um dispositivo de proteção ou uma chave geral). Um selo no dispositivo de alimentação mostra qual quadro secundário ele alimenta, e os vínculos Alimenta: no painel do item levam a esse quadro secundário.
Alimentação no desenho: no editor do desenho, o mesmo seletor nas propriedades do dispositivo de quadro oferece o quadro pai e o dispositivo. Se um cabo desenhado liga os dois quadros, o botão Usar o comprimento na alimentação nas propriedades do cabo copia o comprimento desenhado para o comprimento da alimentação; esse cabo não recebe o aviso “Traçado sem circuito” mesmo sem circuito.
Vínculo com o desenho: na planta baixa, nas propriedades do dispositivo de quadro de distribuição, ele pode ser vinculado ao quadro de distribuição, e a lista de Circuitos ligados pode ser informada. O vínculo é visível nos dois lados (“Vinculado ao desenho” / “Não vinculado ao desenho”).
Em uma caixa de medição, o medidor e os fusíveis principais devem ser adicionados manualmente.
Carregador de veículo elétrico: Sugerir a partir dos circuitos dá a cada circuito de carregador o seu próprio dispositivo DR, de preferência do tipo B ou EV (do tipo A somente se no carregador estiver marcada a detecção integrada de corrente residual CC, RDC-DD); para os circuitos do inversor e da bomba de calor aparece uma observação informativa. Detalhes: no capítulo Energia solar, carregador VE e bomba de calor no projeto.
O programa sugere a ordem de alimentação correspondente ao mercado do proprietário do projeto. Na Grécia: chave geral → fusível principal (seccionador fusível) → DR; nos demais mercados, a ordem habitual chave geral → DR. Isso é prática e sugestão, não um item de norma. Se o desenho divergir, a regra Ordem de alimentação (BETAP_SORREND) avisa; ela pode ser ajustada ou desativada na página Regras. O recurso fica atrás de uma chave de serviço.

Na paleta, o seletor Quantidade (1–24) permite colocar vários dispositivos iguais de uma vez: o botão coloca essa quantidade de exemplares lado a lado nos primeiros lugares livres, com um único salvamento. Se não couberem todos, são colocados os que cabem e aparece um aviso. Depois, com Dar nome… (ou Dar nome aos dispositivos do mesmo tipo em um dispositivo) você pode nomeá-los linha a linha em uma janela ou preencher com um prefixo e um número inicial (por ex. F1…F6).

Aparelhos adicionais

Barramentos: Barramento de neutro, Barramento de terra PE.
Sinalização e medição: Lâmpada de sinalização de fase, Submedidor (kWh), Relé de monitoramento de fase/tensão.
Comando: Minuteria de escada, Relé de impulso, Temporizador horário, Transformador de campainha, Fonte de alimentação para trilho DIN.
Proteção e outros: Seccionador-fusível, Chave seccionadora, Tomada para trilho DIN, Disjuntor-motor.

Com um código de catálogo, o aparelho entra também no levantamento.

Régua de bornes

No modo de ligação “Régua de bornes”, a placa de montagem mostra uma régua de bornes automática (X1), montada a partir da lista de bornes: ela é colocada na extremidade direita da primeira fileira livre e pode ser arrastada para outro lugar com o mouse. Se não couber, aparece um trilho separado na parte inferior e é exibido um aviso. O levantamento de quantidades inclui os bornes, as placas de fechamento, as tampas cegas e os barramentos tipo pente.

Com o botão Excluir a régua de bornes X1, acima da placa de montagem, você exclui a régua X1 (após confirmação): o quadro passa para a ligação “direta”, e os bornes permanecem nos dispositivos. No mesmo lugar, o botão Restaurar a régua de bornes X1 a traz de volta.

O valor padrão do modo de ligação é Borne de derivação do circuito principal: em vez da régua X1 (o valor Régua de bornes gera a régua X1), um único bloco comum é colocado na placa de montagem: em um quadro monofásico com os polos L, N, PE, em um trifásico com L1, L2, L3, N, PE (o número de fases vem do quadro ou dos seus circuitos). Os condutores dos circuitos são ligados ao polo correspondente do bloco (na lista, X1:L1, X1:N, X1:PE), a posição do bloco também pode ser arrastada, e o levantamento recebe um único borne de derivação (sem bornes individuais nem placas de fechamento).

Verificação do quadro de distribuição

O painel Verificação das regras do projetista executa regras: regras normativas (por exemplo, dispositivo DR ausente, proteção ausente ou superdimensionada, circuito sobrecarregado), regras físicas (não cabe na caixa, sem dados de módulo, não posicionado), regras estruturais (diferença em relação ao vínculo com o desenho) e regras práticas (carga do dispositivo DR, iluminação atrás de um único DR, equilíbrio de fases, posições de reserva, chave geral). Você pode ativar/desativar as regras práticas na página Regras do quadro de distribuição, e também definir sua gravidade e limite; as regras normativas e físicas são fixas. Os apontamentos informativos podem ser ocultados.

Exigência de dispositivo DR. Se um circuito precisa de um dispositivo DR de 30 mA é decidido tanto pelo nome do circuito quanto pelo desenho: se você desenhou uma tomada ou uma luminária no circuito, ou se algum de seus dispositivos está no banheiro, o circuito exige um dispositivo DR, mesmo que o nome sugira outra coisa. O programa também procura o dispositivo DR ao longo da cadeia de alimentação: os circuitos de um quadro secundário podem ser protegidos por um dispositivo DR no quadro de origem. Com aterramento TT (o dado Sistema de aterramento do projeto), todo circuito terminal sem dispositivo DR recebe um erro, porque nele a proteção contra falta exige um dispositivo DR; a malha de falta (Zs) não é calculada nesse caso. Em um sistema TN, um circuito atrás de um dispositivo DR em que o disjuntor pode não desligar (Seccionamento não garantido) recebe apenas um aviso. A regra DR subdimensionado avisa quando a corrente nominal do dispositivo DR é menor que a corrente simultânea estimada dos circuitos e quadros secundários a jusante dele; o dimensionamento automático também não escolhe em silêncio um dispositivo DR ou uma chave geral pequeno demais. Ao lado de um erro de “sem dados de módulo” há um botão Escolher do catálogo (também na pré-visualização da sugestão): o programa lê os textos dos itens do catálogo (tipo, polos, curva de disparo, corrente, mA), registra os dados de módulo ausentes e define o item correspondente nos dispositivos que ainda não têm um. Ele grava nas suas próprias configurações, nunca sobrescreve dados de módulo existentes e avisa se não encontrar um item adequado. Se vários itens do catálogo servirem, o programa pergunta qual usar e lembra da sua escolha.

Diagrama unifilar

Uma visão geral do projetista de quadro de distribuição está na página Projetista de quadro de distribuição. Para diagramas unifilares em geral, com uma figura de exemplo: Diagrama unifilar. O botão Diagrama unifilar abre o diagrama unifilar calculado a partir do quadro de distribuição e do quadro de cargas (não é um desenho armazenado; ele sempre mostra os dados atuais). O tamanho do papel (A4/A3) e a orientação podem ser escolhidos; com muitos circuitos de saída, ele se divide em várias pranchas, com carimbo padrão; Imprimir / Salvar como PDF. As colunas de dimensionamento (Ib, ΔU) também aparecem nele. Se houver um erro nos dados do quadro de distribuição, ou se um circuito não couber no diagrama, um aviso informa você.

Diagrama multifilar e lista de bornes. Com o seletor de visualização da página do diagrama unifilar, você pode passar para o diagrama multifilar dos percursos da corrente: dos barramentos, passando pelos polos dos dispositivos e pelos bornes, até o cabo e a carga, aparece cada condutor. Nas configurações do quadro, o modo de ligação é Borne de derivação do circuito principal (padrão: um bloco comum com os polos L, N, PE ou L1, L2, L3, N, PE), Régua de bornes (os cabos chegam aos bornes da régua) ou Direto no aparelho (os condutores vão ao terminal do dispositivo, sem régua). A página Lista de bornes (aberta a partir da página do quadro) lista os bornes condutor a condutor, com o desenho da régua de bornes, o percurso da corrente de cada circuito (alimentação, dispositivo, borne, cabo, carga) e, por fim, a necessidade de material (bornes, placas de fechamento, módulos de barramento); os dados calculados são informativos. Os dois diagramas e a lista também podem ser ativados como pranchas no jogo de pranchas (por quadro), e ali fazem parte da numeração das pranchas e do sumário.

Dimensionamento (cálculo informativo)

No painel Dimensionamento do projetista você vê, para cada circuito: a potência (informada ou sugerida a partir dos dispositivos), a corrente de projeto (Ib), a corrente nominal da proteção (In), a capacidade de condução de corrente do cabo (Iz), o comprimento e a queda de tensão, incluindo a queda da alimentação; um valor acima do limite fica em vermelho. Para cada quadro de distribuição, ele totaliza as cargas por fase e o tamanho da chave geral. Você pode transferir a potência sugerida para o circuito com um clique (como editor).

Agrupamento e temperatura: se vários circuitos de força correm juntos por um trajeto de cabo (por exemplo, em um mesmo eletroduto), a capacidade de condução de corrente é reduzida pelo fator de agrupamento (×0,70 para 3 circuitos); você pode definir a temperatura ambiente na página Regras do quadro (padrão 30 °C). A correção é mostrada como um pequeno número abaixo de Iz.
Seccionamento automático (Zs): o programa calcula a impedância do percurso da corrente de falta (alimentação Ze + cabo de alimentação + condutores de fase e de proteção do circuito) e verifica se o disjuntor dispara com segurança (B: 5×, C: 10×, D: 20× In). Se não, Zs fica em vermelho, e o maior comprimento permitido é mostrado. Defina o valor de Ze (padrão 0,35 Ω) conforme uma medição no local ou os dados da concessionária.
Comprimento: se um quadro de distribuição pertence ao circuito no desenho, o comprimento é o caminho mais longo do quadro de distribuição até o dispositivo mais distante (para um circuito ramificado, não a soma dos ramos). Sem quadro de distribuição, ou com um desenho desconectado, é a soma dos trajetos de cabos; uma observação indica isso.

Dados de entrada: para o circuito, a potência, o cos φ, o fator de demanda e o comprimento; para o quadro de distribuição, o cabo de alimentação e seu comprimento.

Alimentação do quadro secundário no dimensionamento. Se um quadro é alimentado a partir de um dispositivo de outro quadro, o programa verifica a alimentação com duas regras (Ib ≤ In ≤ Iz): a corrente simultânea do quadro secundário (junto com os seus próprios quadros secundários) não pode exceder a corrente nominal da proteção de alimentação (Alimentação do quadro secundário sobrecarregada), e a corrente nominal da proteção não pode exceder a capacidade de condução de corrente do cabo de alimentação (Cabo de alimentação sem proteção); esta última é calculada com o método de instalação B2, menos favorável. Ela indica um erro se a alimentação não estiver em conformidade. Se o dispositivo de alimentação for um dispositivo DR ou uma chave geral, o programa avalia a alimentação em relação à proteção contra sobrecorrente mais próxima ao longo da cadeia de alimentação (no quadro de origem ou, na falta dele, na proteção a montante da alimentação); se não houver nenhuma, avisa que o cabo de alimentação não está protegido contra sobrecorrente. Para alimentação com fusível gG, a condição é mais rigorosa (I2 ≤ 1,45 · Iz): a partir de 16 A, a corrente nominal do fusível pode ser no máximo 0,906 vez a capacidade de condução de corrente do cabo.

Calculadoras rápidas. Se você precisa do dimensionamento não a partir do desenho, mas só para um circuito, na faixa Calculadoras para eletricistas da página inicial (também sem cadastro) você pode experimentar as mesmas fórmulas: queda de tensão, seção do condutor e disjuntor, potência e corrente, além de lei de Ohm, custo de energia, correção do fator de potência e estimativa de material. As calculadoras são versões informativas para um único circuito, e os valores do formulário podem ser compartilhados por link.

Base de cálculo. O botão Base de cálculo na linha do painel de dimensionamento abre uma janela sobre o circuito em questão: de onde veio cada entrada (informada, valor padrão, da função do circuito, do desenho ou presumida), em que condições (p. ex. condutor de cobre, isolação em PVC, temperatura ambiente, agrupamento) e com quais fontes o programa calculou, e o que limita o resultado (dados ausentes). Um selo-resumo no cabeçalho mostra quantos dos grupos de valores utilizados estão verificados. A verificar significa que o valor ainda não passou por uma revisão profissional; não é um erro, mas uma informação, e não significa que o valor foi conferido com uma norma. A responsabilidade não muda: a janela apenas torna o cálculo transparente, e o projetista continua responsável pela correção do dimensionamento e pela conformidade com as normas.

Cálculo informativo. As tabelas de capacidade de condução de corrente, a fórmula da queda de tensão e os valores-limite aguardam aprovação de um projetista eletricista. O cálculo não substitui o dimensionamento sob responsabilidade do projetista.

Corrente de curto-circuito e seletividade

Na janela Alimentação (página do projeto, “Mais configurações”) você pode informar os dados de curto-circuito: a corrente de curto-circuito no ponto de conexão (Ik3), seu próprio transformador (Sn, uk) ou o tipo e a corrente nominal da proteção a montante; prioridade da fonte: Ik3 > transformador > Ze. Com isso o programa calcula, de forma indicativa, a maior corrente de curto-circuito no barramento do quadro (no cabeçalho do painel Dimensionamento) e a menor (coluna Ik min por circuito).

Capacidade de interrupção: a capacidade de interrupção nominal (Icn) de um disjuntor não pode ser menor que a maior corrente de curto-circuito no barramento; um dispositivo sem dado Icn não pode ser avaliado.
Proteção de alimentação: em um subquadro, a menor corrente de curto-circuito precisa bastar para o disparo instantâneo do disjuntor que o alimenta.
Seletividade: o painel Seletividade dá um veredito para cada par proteção a montante–a jusante (seletivo, parcial, não seletivo, não avaliável); clicar em uma linha mostra as faixas de disparo. Abaixo de 0,1 s só a tabela de seletividade do fabricante decide; com um fusível gG a montante o veredito é, por ora, “não avaliável”. A regra pode ser ligada na página Regras do quadro; a folha de curto-circuito no grupo “Anexo de cálculo” do pacote de projeto imprime o mesmo.

Cálculo indicativo. Os fatores (c_max/c_min, x', ρ) e os pontos da EN 60898-1 aguardam verificação. O recurso não vale em projetos NEC (EUA).

Dados de módulo a partir do catálogo

Na página Dados dos módulos, o botão Adicionar dados de módulo ausentes do catálogo lista, em uma pré-visualização, os itens da lista de preços interpretáveis que ainda não têm dados de módulo. Após a verificação, Salvar os registra; os dados próprios ou compartilhados existentes não são substituídos. Em um item ambíguo você escolhe em uma lista; no modo compartilhado, somente um administrador pode fazer isso.

Imprimir etiquetas

Na visualização do quadro, o botão Etiquetas abre a impressão de etiquetas em uma nova aba. Há dois modos: Tira de dispositivos (as etiquetas dos dispositivos do quadro em uma fileira) e Folha de etiquetas (modelos A4 padrão ou tamanho personalizado; com a Célula inicial você continua uma folha já usada em parte). Ao imprimir, defina a escala em 100 % (não “Ajustar à página”) e sem margens, senão as etiquetas desalinham.