7. Quadros, esquema unifilar e dimensionamento

Quadros

Num quadro trifásico pode bloquear a fase de um disjuntor monofásico ou RCBO. A fase bloqueada mantém-se na próxima distribuição automática; bloqueie apenas uma decisão manual verificada e consciente. Com dados de potência completos, decide a corrente de fase; 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 por igual, pelo que a falta da sua potência não prejudica a verificação do equilíbrio de fases.

A lista Quadros, que se abre a partir da página do projeto, contém os armários de distribuição (no máximo 20 por projeto). Ao criar um quadro indica o nome, o tipo (quadro de habitação monofásico, quadro de habitação trifásico, armário de contador/de ligação, subquadro), no subquadro o quadro de origem, o armário (artigo do catálogo) e o seu tamanho (1–6 filas, 6–36 módulos por fila).

O número de fases (1 ou 3) também pode ser definido independentemente do tipo; se ficar em branco, o tipo decide (num quadro de habitação o próprio tipo é monofásico ou trifásico; num subquadro / armário de contador é deduzido dos circuitos atribuídos a ele). Um número de fases explícito tem prioridade: decide se o seletor de fase aparece para os aparelhos monofásicos, e tanto o dimensionamento como a verificação de regras o utilizam.

Num projeto NEC (USA) o tipo de quadro é load center: com um número de posições, disjuntores de 1 ou 2 polos e proteção GFCI/AFCI, um panel schedule imprimível e, na página Quadros, um cálculo de carga da habitação. Estes pontos são descritos no capítulo Projeto segundo o NEC.

Num projeto para o mercado húngaro, um quadro pode ser atribuído a um ponto de medição da Ficha de ligação; a potência requerida calculada do ponto é obtida a partir desse quadro, e o esquema do ponto de medição mostra por ordem a ligação, o disjuntor pequeno, o contador kWh e o quadro (ver o capítulo Impressão, pacote de projeto e DXF, Documentação para o operador da rede).

O projeto de quadros

O projeto de quadros apresenta o armário como posições de módulo dispostas em filas, com barras de ocupação.

A vista do quadro assemelha-se a um quadro real: uma placa de montagem com calha DIN, calha técnica e bloco de terminais N/PE, e cada tipo de aparelho tem a sua própria face. Existem duas vistas: Placa de montagem serve para editar (veem-se os terminais e o barramento em pente), Tampa frontal mostra a tampa, que deixa livres apenas as faces dos aparelhos, com tampas cegas nos lugares vazios. Os interruptores Etiquetas, Marcação de fases e Barramento em pente ajustam a apresentação; o navegador memoriza a definição. A faixa de etiqueta por baixo do aparelho mostra a etiqueta e o nome do circuito; num quadro trifásico aparece também o distintivo L1/L2/L3. A edição (arrastar, setas, Del) funciona da mesma forma nas duas vistas.

À direita, a paleta Adicionar aparelho: os resultados aparecem para o código ou texto escrito na pesquisa (a lista completa não é mostrada); só consta dela o artigo do catálogo que tenha dados de módulo (Dados dos módulos). Se algum dos seus artigos próprios não tiver dados de módulo, a paleta lista-os; para os que se podem deduzir do texto, pode acrescentar os dados com um botão, os restantes têm de ser indicados na página Dados dos módulos. Se um aparelho não tiver artigo de catálogo, o botão Sugerir restringe os módulos pelo tipo, número de polos, largura e proteção do circuito; um único módulo adequado é mostrado em pré-visualização, com vários candidatos (ou com corrente estipulada desconhecida) tem de escolher numa lista, e só escreve depois da sua confirmação.
Os aparelhos podem ser movidos arrastando ou com as setas; Del elimina.
Propriedades do aparelho: legenda, circuitos, «A jusante de» (diferencial ou interruptor geral), fase.
Reserva: a partir da paleta também pode colocar um disjuntor, um disjuntor diferencial (RCBO) ou um diferencial sem circuito; nas propriedades desse aparelho aparece o distintivo «Reserva», e o circuito pode ser atribuído mais tarde no campo «Circuitos».
Corrente estipulada menor / maior: num aparelho com artigo de catálogo, os botões − e + das propriedades passam para o módulo seguinte de corrente menor ou maior (mantêm-se o tipo, o número de polos, a largura, a curva de disparo e a sensibilidade diferencial). O programa verifica a troca com as regras habituais (proteção demasiado grande, circuito sobrecarregado). Num disjuntor, o seletor Curva de disparo (B, C, D…) muda para o módulo da mesma corrente com outra curva.
Interruptor geral acrescentado depois: se colocar um interruptor geral mais tarde, os diferenciais e disjuntores sem aparelho a montante passam automaticamente para jusante dele, pelo que o esquema unifilar e a ligação acompanham de imediato. Ao eliminar um aparelho, os aparelhos a jusante passam para o aparelho a montante dele, e a alimentação do subquadro alimentado por ele é eliminada; os circuitos do aparelho eliminado recebem a indicação «Não colocado» até lhes dar um novo lugar.
Botão Novo circuito; Sugestão a partir dos circuitos: o programa propõe, com pré-visualização, uma distribuição que pode aceitar ou descartar. Se a disposição não couber no quadro, o programa recomenda um tamanho maior, que pode definir ali mesmo. Modos de otimização: Standard mantém a disposição habitual, Compact poupa espaço e pode propor um quadro menor, e Installation torna mais claros os grupos DDR e a reserva no fim da fila. Os modos alteram apenas posições; um tamanho menor requer confirmação e o número de módulos não comprova compatibilidade física. Num quadro ligado ao desenho, os circuitos do piso ainda não ligados a um quadro são incluídos automaticamente; se o piso tiver vários quadros, pode escolher: só os circuitos atribuídos a este quadro, todos os circuitos livres do piso neste quadro, ou os circuitos livres no quadro mais próximo.
O condutor de alimentação e o seu comprimento podem ser indicados (necessário para o dimensionamento).
Alimentar um subquadro: nas propriedades do subquadro, o campo Alimentado por (quadro principal / aparelho) seleciona o quadro principal e o aparelho de alimentação (um aparelho de proteção ou um interruptor geral). Um selo no aparelho de alimentação mostra que subquadro alimenta, e as ligações Alimenta: no painel do elemento saltam para esse subquadro.
Alimentação no desenho: no editor do desenho, o mesmo seletor nas propriedades do aparelho de quadro oferece o quadro principal e o aparelho. Se um cabo desenhado ligar 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.
Ligação ao desenho: na planta, nas propriedades do dispositivo de quadro, pode ligá-lo ao quadro e indicar a lista de Circuitos ligados. A ligação vê-se dos dois lados («Ligado ao desenho» / «Não ligado ao desenho»).
Num armário de contador o contador e os fusíveis gerais têm de ser registados à mão.
Carregador de veículo elétrico: a Sugestão a partir dos circuitos dá a cada circuito de carregador um diferencial próprio, de preferência do tipo B ou EV (do tipo A apenas se no carregador estiver assinalada a deteção de corrente de defeito DC integrada, RDC-DD); para os circuitos do inversor e da bomba de calor surge uma nota informativa. Detalhes: o capítulo Fotovoltaico, carregador VE e bomba de calor no projeto.
O programa sugere a ordem de alimentação correspondente ao mercado do proprietário do projeto. Na Grécia: interruptor geral → fusível principal (seccionador de fusíveis) → disjuntor diferencial; nos outros mercados, a ordem habitual interruptor geral → disjuntor diferencial. Trata-se de uma prática e de uma sugestão, não de um ponto de norma. Se o desenho divergir, a regra Ordem de alimentação (BETAP_SORREND) avisa; pode ser ajustada ou desativada na página Regras. A função está atrás de um interruptor 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 uma única gravação. 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 num dispositivo) pode nomeá-los linha a linha numa janela ou preencher com um prefixo e um número inicial (p. ex. F1…F6).

Aparelhos adicionais

Barramentos: Barramento de neutro, Barramento de terra PE.
Sinalização e medição: Lâmpada de sinalização de fase, Contador parcial (kWh), Relé de controlo de fases/tensão.
Comando: Temporizador de escada, Relé de impulsos, Interruptor horário, Transformador de campainha, Fonte de alimentação para calha DIN.
Proteção e outros: Seccionador de fusível, Interruptor-seccionador, Tomada para calha DIN, Disjuntor-motor.

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

Fiada de bornes

Com o modo de ligação «Régua de bornes», a placa de montagem mostra, a partir da lista de bornes, uma fiada de bornes automática (X1): é colocada na extremidade direita da primeira fiada livre e pode ser arrastada para outro local com o rato. Se não couber, aparece uma calha separada em baixo e um aviso. O mapa de quantidades inclui as réguas de bornes, as placas de topo, as tampas cegas e os pentes de ligação.

A fiada X1 pode ser eliminada com o botão Eliminar a régua de bornes X1 por cima da placa de montagem (após confirmação): o quadro passa à ligação «direta» e os bornes ficam nos aparelhos. No mesmo local, o botão Repor a régua de bornes X1 volta a trazê-la.

O valor predefinido do modo de ligação é o Terminal de derivação do circuito principal: em vez da fiada X1 (o valor Régua de bornes dá a fiada X1), é colocado na placa de montagem um único bloco comum: num quadro monofásico com os polos L, N, PE, num trifásico com L1, L2, L3, N, PE (o número de fases vem do quadro ou dos seus circuitos). Os condutores dos circuitos ligam-se ao polo correspondente do bloco (na lista X1:L1, X1:N, X1:PE), a posição do bloco pode ser arrastada da mesma forma, e o mapa de quantidades inclui um único terminal de derivação (sem bornes individuais nem placas de topo).

A verificação do quadro

O painel Verificação do projeto de quadros executa regras: normativas (p. ex. falta de diferencial, proteção em falta ou demasiado grande, circuito sobrecarregado), físicas (não cabe no armário, sem dados de módulo, não colocado), estruturais (divergência em relação à ligação ao desenho) e práticas (saturação do diferencial, iluminação atrás de um só diferencial, equilíbrio de fases, reserva, interruptor geral). As regras práticas podem ser ativadas/desativadas na página Regras do quadro, e também pode ajustar a gravidade e o limiar; as regras normativas e físicas são fixas. Os resultados informativos podem ser ocultados.

Requisito de diferencial. O programa decide se um circuito precisa de um diferencial de 30 mA tanto pelo nome do circuito como pelo desenho: se desenhou uma tomada ou um candeeiro no circuito, ou se um dos seus aparelhos está na casa de banho, o circuito exige diferencial, mesmo que o nome sugira outra coisa. O programa procura o diferencial também ao longo da cadeia de alimentação: os circuitos de um subquadro podem ser protegidos pelo diferencial do quadro a montante. Com ligação à terra TT (dado do projeto Sistema de ligação à terra), todo o circuito terminal sem diferencial recebe um erro, porque aí a proteção contra defeitos exige um diferencial; a malha de defeito (Zs) não é então calculada. No sistema TN, um circuito a jusante de um diferencial em que o corte pelo disjuntor não é garantido (Corte não garantido) recebe apenas um aviso. A regra Diferencial subdimensionado assinala quando a corrente estipulada do diferencial é inferior à corrente simultânea estimada dos circuitos e subquadros a jusante; a distribuição automática também não escolhe em silêncio um diferencial ou um interruptor geral demasiado pequeno. Junto ao erro «sem dados do módulo» há o botão Escolher do catálogo (também na pré-visualização da proposta): o programa lê dos textos dos itens do catálogo (tipo, número de polos, curva de disparo, corrente, mA) os dados do módulo em falta e, nos aparelhos sem item, introduz o item adequado. Escreve nas suas próprias definições, nunca substitui dados do módulo existentes e avisa se não encontrar um item adequado. Se vários itens do catálogo servirem, o programa pergunta qual usar e lembra a sua escolha.

Esquema unifilar

Uma visão geral do projeto de quadros está na página Projeto de quadros elétricos. Sobre o esquema unifilar em geral, com figura de exemplo: Esquema unifilar. O botão Esquema unifilar abre o esquema unifilar calculado a partir do quadro e da lista de circuitos (não é um desenho armazenado, mostra sempre os dados atuais). O formato da folha (A4/A3) e a orientação podem ser escolhidos; com muitas saídas divide-se por várias folhas, com carimbo normalizado; Imprimir / Guardar como PDF. Também aparecem as colunas de dimensionamento (Ib, ΔU). Se houver um erro nos dados do quadro ou um circuito não chegar ao desenho, um aviso indica-o.

Esquema multifilar dos percursos de corrente e lista de terminais. Com o seletor de vista da página do esquema unifilar pode passar para o esquema multifilar dos percursos de corrente: vê-se cada condutor, desde os barramentos, passando pelos polos dos aparelhos e pelos terminais, até ao cabo e à carga. Nas definições do quadro, o modo de ligação é Terminal de derivação do circuito principal (predefinição: 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 Diretamente no aparelho (os condutores vão para o terminal do aparelho, sem régua). A página Lista de terminais (abre-se a partir da página do quadro) enumera os terminais condutor a condutor, com o desenho da régua de bornes, o percurso da corrente de cada circuito (alimentação, aparelho, terminal, cabo, carga) e, por fim, as necessidades de material (bornes, placa de topo, módulo de calha); os dados calculados são indicativos. Os dois esquemas e a lista também podem ser ativados como folhas no pacote de projeto (por quadro), e aí fazem parte da numeração das folhas e do índice.

Dimensionamento (cálculo indicativo)

No painel Dimensionamento do projeto vê, por circuito: a potência (indicada, ou sugerida a partir dos dispositivos), a corrente de serviço (Ib), a corrente estipulada da proteção (In), a corrente admissível do condutor (Iz), o comprimento e a queda de tensão juntamente com a queda da alimentação; o valor acima do limite fica a vermelho. Por quadro, resume a carga por fase e a dimensão do interruptor geral. A potência sugerida pode ser transferida para o circuito com um clique (com permissão de editor).

Agrupamento e temperatura: se num traçado (p. ex. num tubo de proteção) correrem em conjunto vários circuitos de correntes fortes, a corrente admissível é reduzida pelo fator de agrupamento (×0,70 com 3 circuitos); a temperatura ambiente define-a na página Regras do quadro (por predefinição 30 °C). A correção vê-se como um pequeno número sob Iz.
Disparo (Zs): o programa calcula a impedância da malha de defeito (rede Ze + alimentação + condutor de fase e condutor de proteção do circuito) e verifica se o disjuntor dispara com segurança (B: 5×, C: 10×, D: 20× In). Se não, a Zs fica a vermelho e aparece o comprimento máximo admissível. Defina o valor de Ze (por predefinição 0,35 Ω) segundo a medição no local ou os dados do operador da rede.
Comprimento: se ao circuito corresponder um quadro no desenho, o comprimento é o caminho mais longo do quadro ao dispositivo mais distante (num circuito ramificado, não a soma dos ramos). Sem quadro, ou com o desenho interrompido, é a soma dos traçados, o que a nota assinala.

Entradas: no circuito, a potência, o cos φ, a simultaneidade e o comprimento; no quadro, o cabo de alimentação e o seu comprimento.

Alimentação do subquadro no dimensionamento. Se um quadro for alimentado a partir de um aparelho de outro quadro, o programa verifica a alimentação com duas regras (Ib ≤ In ≤ Iz): a corrente simultânea do subquadro (juntamente com os seus próprios subquadros) não pode exceder a corrente estipulada da proteção de alimentação (Alimentação do subquadro sobrecarregada), e a corrente estipulada 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. Indica um erro se a alimentação não for conforme. Se o aparelho de alimentação for um interruptor diferencial ou um interruptor geral, o programa avalia a alimentação em relação à proteção contra sobreintensidades mais próxima ao longo da cadeia de alimentação (no quadro a montante ou, na sua falta, na proteção a montante da alimentação); se não existir nenhuma, avisa que o cabo de alimentação não está protegido contra sobreintensidades. Numa alimentação com fusível gG, a condição é mais rigorosa (I2 ≤ 1,45 · Iz): a partir de 16 A, a corrente estipulada do fusível pode ser, no máximo, 0,906 vezes a capacidade de condução de corrente do cabo.

Calculadoras rápidas. Se precisar do dimensionamento apenas para um circuito e não a partir do desenho, na faixa Calculadoras do eletricista da página inicial (também sem registo) pode experimentar as mesmas fórmulas: queda de tensão, secção do condutor e disjuntor, potência e corrente, bem como lei de Ohm, custo de energia, correção do fator de potência e estimativa de materiais. As calculadoras são as versões indicativas para um só circuito; os valores do formulário podem ser partilhados numa ligação.

Base de cálculo. O botão Base de cálculo na linha do painel de dimensionamento abre uma janela sobre o circuito em causa: de onde veio cada entrada (indicada, predefinida, do papel do circuito, do desenho ou assumida), em que condições (p. ex. condutor de cobre, isolamento PVC, temperatura ambiente, agrupamento) e com que fontes o programa calculou, e o que limita o resultado (dados em falta). Um distintivo-resumo no cabeçalho mostra quantos dos grupos de valores usados estão verificados. A verificar significa que o valor ainda não teve revisão técnica; não é um erro, mas uma informação, e não significa verificação segundo 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 indicativo. As tabelas de correntes admissíveis, a fórmula da queda de tensão e os valores-limite aguardam aprovação de um projetista eletrotécnico. O cálculo não substitui o dimensionamento sob responsabilidade do projetista.

Corrente de curto-circuito e seletividade

Na janela Alimentação (página do projeto, «Mais definições») pode introduzir os dados de curto-circuito: a corrente de curto-circuito no ponto de ligação (Ik3), os dados do seu próprio transformador (Sn, uk) ou o tipo e a corrente estipulada da proteção a montante; prioridade da fonte: Ik3 > transformador > Ze. Com eles, o programa calcula, a título indicativo, a maior corrente de curto-circuito nas barras do quadro (no cabeçalho do painel Dimensionamento) e a menor (coluna Ik min por circuito).

Poder de corte: o poder de corte estipulado (Icn) de um disjuntor não pode ser inferior à maior corrente de curto-circuito nas barras; um aparelho sem dado Icn não pode ser avaliado.
Proteção de alimentação: num subquadro, a menor corrente de curto-circuito tem de bastar para o disparo instantâneo do disjuntor que o alimenta.
Seletividade: o painel Seletividade dá um veredicto para cada par proteção a montante–a jusante (seletivo, parcial, não seletivo, não avaliável); um clique numa linha mostra as bandas de disparo. Abaixo de 0,1 s só a tabela de seletividade do fabricante decide; com um fusível gG a montante o veredicto é, por agora, «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. A funcionalidade não é válida em projetos NEC (EUA).

Dados de módulo a partir do catálogo

Na página Dados dos módulos, o botão Adicionar dados de módulo em falta do catálogo lista, numa pré-visualização, os artigos da lista de preços interpretáveis que ainda não têm dados de módulo. Após a verificação, Guardar regista-os; os dados próprios ou partilhados existentes não são substituídos. Num artigo ambíguo, escolhe numa lista; no modo partilhado, só um administrador o pode fazer.

Imprimir etiquetas

Na vista do quadro, o botão Etiquetas abre a impressão de etiquetas num novo separador. Há dois modos: Tira de aparelhos (as etiquetas dos aparelhos do quadro numa fila) e Folha de etiquetas (modelos A4 padrão ou tamanho personalizado; com a Célula inicial continua uma folha já usada em parte). Ao imprimir, defina a escala para 100 % (não «Ajustar à página») e sem margens, senão as etiquetas desalinham-se.