aterramento rápido

44
Aterramento Fundamentos e aspectos Práticos Eng. Camilo Chaves CREA MG 80.684/D

Upload: camilo-chaves

Post on 19-Aug-2015

92 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Aterramento rápido

Aterramento Fundamentos e aspectos Práticos

Eng. Camilo ChavesCREA MG 80.684/D

Page 2: Aterramento rápido

Conceitos básicosO que é aterramento?

Constituição básica de um aterramento:

1. As conexões elétricas que ligam um ponto do sistema aos eletrodos;

2. Eletrodos de aterramento (Qualquer corpo metálico colocado no solo);

3. Terra envolvendo aos eletrodos.

Page 3: Aterramento rápido

Componentes da resistência de aterramento

Resistência própria do eletrodo e das

ligações elétricas ao mesmo

Resistência de contato entre o

eletrodo e a terra adjacente ao mesmo

Resistência da terra circunvizinha

Page 4: Aterramento rápido

Se o eletrodo for uma semi-esfera...

-Solo homogêneo, com uma semi-esfera como condutor enterrado no solo-A corrente total em cada superfície é a mesma, mas a densidade de corrente que passa pelas superfícies diminui à medida em que estas se afastam do condutor. (J=I/Area)-A DDP é portanto maior nas imediações do condutor

Page 5: Aterramento rápido

Perfil de potencial no solo

Quanto maior Rt maior Vt para um mesmo I

Page 6: Aterramento rápido

PERIGOS INERENTES AO FENÔMENO

Page 7: Aterramento rápido

PERIGOS INERENTES AO FENÔMENO

Page 8: Aterramento rápido

PERIGOS INERENTES AO FENÔMENO

Page 9: Aterramento rápido

Efeito do potencial de passo nos bovinos

Page 10: Aterramento rápido

• A Rt (resistência de aterramento total) do sistema, determina qual será o patamar máximo de tensão no solo.

• Independente do valor da tensão, o que é nocivo para equipamentos e pessoas é a DDP (Diferença de Potencial) a que estes podem estar submetidos

• Deve-se buscar reduzir a Rt para minimizar a DDP .

Page 11: Aterramento rápido

O que acontece se a Rt for alta?Aterramento com alto Rt pode causar faiscamentos laterais

(Risco de tensões de passo e de toque perigosas)

Page 12: Aterramento rápido

Como reduzir Rt ?

• Aumentar a malha na horizontal: “Tem efeito prático até no máximo 30m para SPDA”

• Tratamento químico: “É possível reduzir até 30 ou 40% para sistemas com 200 ou 300 Ω, mas para 15 ou 20 Ω não tem muita eficácia”

• Aumentar o número de eletrodos em paralelo• Eletrodos em poços de concreto: “Eficiente para

solos arenosos ou rochosos. Acrescente carvão mineral no concreto para melhorar sua resistividade”

Page 13: Aterramento rápido

Como reduzir a tensão de passo?(equipotencialização sempre!)

1- Anéis concêntricos com profundidades crescentes (60cm, 1.2m e 1.8m)2- Recobrir o piso com camadas de concreto ou asfalto com 5cm de espessura3- Instalar uma malha INTERNA sob o piso. (10x10) ou (5x5 se as pessoas estiverem descalças)4- Para os quadrúpedes a malha deve ser uma tela soldada tipo TELCON 20x30cm sob o piso a 50cm

Page 14: Aterramento rápido

A equipotencialização em baixa frequência (curto circuito)

Page 15: Aterramento rápido

A equipotencialização em alta freqüência (raios)

Page 16: Aterramento rápido

Por que a diferença na equipotencialização?

Modelo de um filamento condutor no solo por unidade de comprimento

Page 17: Aterramento rápido

Pausa para absorção

• Tópicos abordados:– Perfil de potencial para 1 eletrodo semi-esférico

em solo homogêneo– Definição de potencial de toque, de passo e de

transferência– Os perigos de um Rt alta e como reduzi-la– A equipotencialização durante curtos circuitos e

descargas atmosféricas

Page 18: Aterramento rápido

Condições de baixa freqüência

Rt = k. • A resistência de aterramento é diretamente

proporcional à resistividade do solo (). A constante de proporcionalidade K expressa apenas os efeitos geométricos (dimensão e forma) dos eletrodos.

• Devido à importância de , é necessário estudar quais parâmetros o influencia

Page 19: Aterramento rápido

Fatores que determinam a resistividade do solo

Tipo do solo Umidade do soloConcentração de sais dissolvidos

na água

Compacidade do solo

Granulometria do solo

Temperatura do solo

Estratificação do solo

Page 20: Aterramento rápido

Estratificação

Page 21: Aterramento rápido

Valores de Rt para tipos comuns de eletrodos

Page 22: Aterramento rápido

Valores de Rt para tipos comuns de eletrodos

Page 23: Aterramento rápido

Análise comparativa

Configuração dos eletrodos Rt(Ω)

Eletrodo Horizontal 1526.58Disco Horizontal ao nível do solo 520.83

Haste vertical 410.37Disco vertical a profundidade R 388.21

Disco horizontal a profundidade R 343.31

Semi-esfera ao nível do solo 331.57

Esfera a profundidade R 248.68

=2500 Ω.m (resistividade comum para solos em Minas GeraisRaio = 1.2m; L=2.4m; a=0.05m/2

Page 24: Aterramento rápido

Curva de Potencial para semi-esfera aterrada

Page 25: Aterramento rápido

Desempenho de aterramento semi-esférico usando dados de resistividade local

Page 26: Aterramento rápido

Fórmulas úteis para Rt (solos homogêneos)

Page 27: Aterramento rápido

Aspectos práticos• A resistividade é o parâmetro mais importante a ser

medido ao se projetar um aterramento. Ela pode variar em locais diferentes no mesmo terreno.

• Faz sentido adotar resistividade média para todo o terreno a fim de projetar a malha? Depende das dimensões e características do terreno.

• Se a semi-esfera que engloba o seu aterramento não atingiu a Rt desejada, fazer uma correção de solo com tratamento químico não irá resolver o problema.

• A resistividade deve ser medida em cada local onde será instalada a malha. Por isso se mede resistividade quando a obra ainda será construída.

Page 28: Aterramento rápido

Aspectos teóricos e técnicos para medição da resistência de um

aterramento

Page 29: Aterramento rápido

Medição de Resistência de aterramento

Page 30: Aterramento rápido

Medição de Resistência de aterramento

Page 31: Aterramento rápido

Efeito da aproximação das hastes

Page 32: Aterramento rápido

Método da queda potencial (3 terminais)

Fim da Zona de influência do aterramento

Page 33: Aterramento rápido

Cuidados na mediçãoAlterações na distribuição de corrente

Page 34: Aterramento rápido

Como se mede Rt para grandes sistemas de aterramento ?

• Usualmente, o patamar pode começar a ser encontrado de 4 a 10x a maior dimensão da malha. Se a malha tiver 1km, o patamar estará a 10km e o eletrodo de corrente mais distante ainda.

• Aterramentos de grande porte tem baixa resistência. Com o aumento da distância dos eletrodos de corrente, a resistência intrínseca dos cabos de medição se soma à Rt. Além disso, efeitos como indutâncias entre cabos afeta a medição.

• O resultado final da medição não é confiável.

Page 35: Aterramento rápido

Estimativa para se encontrar o patamar

Page 36: Aterramento rápido

Técnicas para medição de Rt em grandes sistemas

• Intersecting curves Method• Slope Method• Four Potential Method• Star-Delta Method

Page 37: Aterramento rápido

Intersecting Curves Method

Page 38: Aterramento rápido

Slope Method

Page 39: Aterramento rápido

Four Potential Method

Page 40: Aterramento rápido

Star-Delta Method

Page 41: Aterramento rápido
Page 42: Aterramento rápido

Curiosidades

• PÁRA RAIO NÃO ATRAI RAIOS. DUVIDA?

Page 43: Aterramento rápido

Situações de exposição de risco

Turista no Sequoia National Park. Espantado, o irmão tirou a fotografia. 5 minutos depois que eles saíram um raio atingiu a plataforma e matou uma pessoa e feriu sete.

Page 44: Aterramento rápido

Conclusões finais

• Aterramentos representam um importante sistema tanto na segurança , quanto no bom funcionamento dos sistemas elétricos

• Um SPDA mau instalado e um aterramento mau feito pode gerar grandes prejuízos para uma empresa

• Grandes sistemas de aterramento necessitam de múltiplos métodos de medição para se obter um valor confiável.