choque elétrico apresentação
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11
Aterramento Elétrico Industrial
Instrutor: Saad Touma
22
Objetivos Identificar problemas de aterramento
Resolver problemas de aterramento
Entender trabalhos sobre aterramento
33
Perigos da Eletricidade
Capítulo 1
44
Perigos da EletricidadeChoque elétrico
Queima de aparelhos eletrônicos
Perfuração de dutos enterrados
Incêndio em áreas classificadas
Corrosão de fundo de tanques
55
Choque Elétrico
Seção 1.1
66
Etiqueta de Aviso de Perigo
77
Limiares e Efeitos das Correntes
Corrente (mA-rms)
Efeito fisiológico
0.3 Limiar de percepção 9 Limiar de despego; a mão que segura o fio energizado ainda
consegue se soltar 95 Limiar de fibrilação ventricular; pode ser fatal se o choque
durar mais de 3 s *Baseada no trabalho de Dalziel 2.
88
Limiar de Percepção
99
Limiar de Percepção – Teste 1
1010
Limiar de Percepção – Teste 2
1111
Limiar de Despego
1212
Limiar de Fibrilação Ventricular
1313
Resistência do Corpo Humano
Resistência calculada em condições secas a 50 Hz
V (V) 12.5 31.3 62.5 125 250 500 1000
R (kΩ) 24.0 11.2 6.32 3.56 2.00 1.13 .63
I (mA) 0.52 2.8 9.9 35 125 440 1590 K = 1/1.2 = 0.83; cte calculada para R=2 kΩ e V=250 V; I=V/R.
Fonte: W. Fordham Cooper 3
1414
Modelo do Corpo Humano
1515
Modelo do Pé Humano
1616
Fatalidades Elétricas nos EUA
Dados compilados pelo Serviço Nacional de Estatísticas da Vida como Obtidos do Conselho de
Segurança Nacional dos Estados Unidos.
Ano Mortos por choques,
exceto de raios Mortos por raios
1944 682* 419 1945 620* 268 1946 725* 231 1947 867* 338 1948 871* 256 1949 1046 249 1950 955 219
*Exclui mortes por choques classificados como de acidentes em maquinários e em meios de transporte
(p.ex. barcos) ou acidentes em minas e pedreiras, na agricultura e na silvicultura.
Fonte: Dalziel 2.
1717
Vítimas de Raios nos EUA
Ano Feridos Mortos 1989 324 63
1990 255 69
1991 448 66
1992 304 30
1993 305 30
1994 537 69
1995 * 85
1996 * 52
1997 306 42
1998 * 44 Fonte: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA 5 ). USA.* Informação não disponível.
1818
Vítimas de Raios nos EUA
Fig.9- Estatística do número de vítimas de raios,
nos Estados Unidos, no período de 1959 a 1994
Total
Feridos
Mortos0
100
200
300
400
500
600
700
1959
1961
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
Reference : NOAA5 (National Oceanic and Atmospheric Administration
)
1919
Queima de Aparelhos Eletrônicos
Seção 1.2
2020
Cromatógrafo Queimado por Raio
2121
Indução em Cabo não Blindado
2222
Mapa Isoceráunico Mundial
2323
Trançagem de Cabos de Sinal
2424
Trançagem de Cabo de Sinal
2525
Indução em um “Loop”
2626
Perfuração de Dutos Enterrados
Seção 1.3
2727
Forma de Onda do Raio
2828
Raio: Oscilogramas da Descarga
2929
Intensidades de Corrente de Raios
3030
Mapa Isoceráunico do Brasil
3131
Área de Captação de Raio
3232
Distribuição de Probabilidades de Queda de Raios em 50
anos.
Número de raios (k) )k(P50 % )kn(P50 < %
0 24.66 1 34.52 24.66 2 24.17 59.18 3 11.28 83.35 4 3.95 94.63 5 1.11 98.58 6 0.26 99.69 7 0.05 99.95
3333
Nível Básico de Isolamento
Classe de
Tensão, kV NBI, kV
Classe de
Tensão, kV NBI, kV
Classe de
Tensão,
kV
NBI, kV
1.2 30 23 150 138 650
2.5 45 34.5 200 161 750
5 60 46 250 196 900
8.7 75 69 350 230 1050
95* 92 450 287 1300
15 110 115 550 345 1550
* O NBI de 95 kV foi estabelecido para certos tipos de equipamentos elétricos. Fonte: Donald Beeman1
3434
Efeito da Sobretensão em Dutos
Tensão (kV) Duração (s) Efeito no aço do duto
5 kV Ao fim de 1 s Nenhum dano
10 KV Após 1 s Dano leve
15 kV Em menos de 1 s Perfuração
3535
Efeito do Raio sobre um Duto
3636
Perfuração de Duto por Corrente de Curto-circuito
3737
Incêndio em Áreas Classificadas
Seção 1.4
3838
Potencial Transferido
3939
Risco de Incêndio em Áreas Classificadas
4040
Corrosão de Fundo de Tanques
Seção 1.5
4141
Ação Galvânica
4242
Célula Galvânica
4343
Semicélulas: Cu/SO4Cu e Zn/SO4Zn
4444
Célula de Daniel
4545
Polarização da Célula Cobre-Zinco
4646
Aterramento em Geral
Capítulo 2
4747
Aterramento em GeralAterramento de sistema
Aterramento de equipamento
4848
Aterramento de Sistema
Seção 2.1
4949
Sistema Isolado
5050
Sistema Isolado: Sobretensão 1
5151
Sistema Isolado: Choque
5252
Sistema Isolado:Cálculo da Corrente de
Choque
5353
Sistema Solidamente Aterrado
5454
Sistema Solidamente Aterrado: Diagrama Unifilar
5555
Sistema Solidamente Aterrado:O Condutor de Retorno
5656
Sistema Isolado: Sobretensão 2
5757
Sistema Isolado: Cálculo da Sobretensão 2
5858
Sistema Aterrado por Alta Resistência
5959
Sistema Aterrado por Alta Resistência: pequena
Sobretensão
6060
Sistema Aterrado por Alta Resistência: pequena
Sobretensão
6161
Sistema Aterrado por Alta Resistência: pequena
Sobretensão
6262
Sistema Aterrado Baixa Resistência
Condutor de Retorno: Blindagem
6363
Sistema Aterrado Baixa Resistência Condutor de Retorno: não existe.
6464
Aterramento de Equipamento
Seção 2.2
6565
Aterramento de Equipamento:Diagrama Unifilar Geral
6666
Condutor de Retorno limitando Tensão
6767
Condutor de Retorno transferindo Potencial
6868
Transferência de Potencial dentro da Planta Industrial
6969
Rede Geral de Terra
7070
Teoria do Potencial
Capítulo 3
7171
Teoria do PotencialResistividade do solo
Expressão do potencial no solo
7272
Resistividade do Solo
Seção 3.1
7373
Solo Residual
7474
Decomposição de um Granito
Mineral Composição Alteração Produto
Quartzo SiO2 Não se decompõe Grãos de areia
Feldspato Silicato de Al e K É solúvel Argila e material solúvel
Muscovita (mica) Silicato de Al + K + H2O
Não se decompõe Placas de mica
Biotita (mica) Silicato de Al, Fe, K, Mg + H2O
É solúvel Argila e material solúvel
Zircão Silicato de Zr Não se decompõe nem se altera
Cristais de Zircão
Fonte: Chiossi 2
7575
Rochas e Solos Resultantes
Tipo de rocha Composição Tipo de solo Composição
Basalto Plagioclásio, Piroxênios Argiloso (pouca areia) Argila
Quartzito Quartzo Arenoso Quartzo
Filitos Micas (sericita) Argiloso Argila
Granito Quartzo, Feldspato, Mica
Areno-argiloso (micáceo)
Quartzo e Argila (micáceo)
Calcário Calcita Argiloso Argila
Fonte: Chiossi 2
7676
Solo Residual em Área de Gnaisses
7777
Solos Residuais do Granito e do Basalto
7878
Solo Transportado
7979
Solo de Coluvião
8080
Denominação das Frações do Solo
Nome da Partícula Diâmetro da Partícula d (mm)
Argila d< 0.005 Silte 0.005<d<0.05 Areia Fina 0.05<d<0.42 Areia Média 0.42<d<2.0 Areia Grossa 2.0<d<4.8 Pedregulho 4.8<d<76
Fonte: ABGE 2
8181
Índices Físicos: Significado dos Símbolos
8282
Índices Físicos: Definições
• Porosidade (n): V
Vn v=
• Índice de Vazios (e):s
v
V
Ve =
• Grau de Saturação (G): (%)100⋅=v
a
V
VG
• Umidade (h): (%)100⋅=s
a
P
Ph
8383
Resistividade X Umidade
8484
Resistividade X Temperatura
8585
Expressão do Potencial no Solo
Seção 3.2
8686
Fonte Esférica num Solo Infinito
8787
Fonte Semi-esférica num Solo Semi-infinito
8888
Solo de Duas camadas
8989
Lei de Ohm
9090
Lei de Kirchhoff
9191
Equação de Laplace
0z
V
y
V
x
V2
2
2
2
2
2
=∂∂
+∂∂
+∂∂
9292
Expressão Geral do Potencial: Fonte de Corrente
9393
Expressão Geral do Potencial: Consumidor de Corrente
9494
Expressão Geral do Potencial: Fontes e Consumidores
9595
Expressão Geral do Potencial: Fonte Linear
9696
Expressão Geral do Potencial: Fonte Bidimensional
9797
Método das Imagens:Solo e Meio Semi-infinitos
9898
Método das Imagens:Potencial no Solo Infinito
9999
Método das Imagens:Potencial no Meio Infinito
100100
Método das Imagens:Condição de Contorno 1
101101
Método das Imagens:Condição de Contorno 2
102102
Método das Imagens:Meio Semi-infinito é o ar.
103103
Método das Imagens:Meio Semi-infinito é um Metal
104104
Aplicação da Teoria do Potencial
Capítulo 4
105105
Aplicação da Teoria do Potencial
Resistência dos eletrodos de terra
Dimensionamento de redes de terra
106106
Resistência dos Eletrodos de Terra
Seção 4.1
107107
Conceito de Resistência de Terra
108108
Semi-esfera:Cálculo do Potencial
109109
Semi-esfera:Resistência de Terra
110110
Disco Circular:Resistência de Terra
111111
Eletrodo Linear
112112
Eletrodo LinearCálculo do Potencial
113113
Teorema do Valor Médio
114114
Eletrodo LinearResistência
115115
Anel:Resistência
116116
Eletrodo Horizontal
117117
Eletrodo HorizontalCálculo do Potencial
118118
Eletrodo HorizontalResistência
119119
Rede de Terra
120120
Haste de Terra
121121
Haste de TerraCálculo do Potencial
122122
Haste de TerraResistência
123123
Dimensionamento de Redes de Terra
Seção 4.2
124124
Tensão de Passo
125125
Tensão de Passo:Circuito Equivalente
126126
Tensão de Toque
127127
Tensão de Toque:Circuito Equivalente
128128
Cuba EletrolíticaExperiência de Koch
129129
Cuba EletrolíticaExperiência de Koch
130130
Cuba EletrolíticaExperiência de Koch
131131
Equação da Cuba
Valores dos potenciais medidos e calculados nas malhas extremas
Número da Figura Potencial medido % Potencial calculado %
1
36
2 55 55
3 70 70
4 80 80
n67.0b1nV ⋅+=−
132132
Rede Geral de Terra
133133
Rede Geral de TerraDimensionamento
134134
Rede de Terra:Esquema Básico
135135
Rede de Terra:O Equacionamento
136136
Rede de Terra:Equação Geral
=
nn2n1n
n22221
n11211
R.RR
....
R.RR
R.RR
R
=
n
2
1
V
.
V
V
V
=
n
2
1
I
.
I
I
I
IRV ⋅=
137137
Medições de Aterramento
Capítulo 5
138138
Medições de Aterramento
Medição da resistividade do solo
Medição da resistência de terra
139139
Medição da Resistividade do Solo
Seção 5.1
140140
Método de Wenner
141141
Método de Wenner:Tabela de Valores Medidos
Quadro 1 - Valores de resistência (ΩΩΩΩ) obtidos pelo método de Wenner.
LOCAL a=32m a=24m a=16 m a=8m a=4m a=2m
A 1.6 2.4 6.7 20 43 71
B 1.7 1.4 1.0 2.0 5.8 15
C 4.3 4.8 5.0 9.4 9.4 9.5
D 3.4 3.6 4.7 25 46 64
E 4.4 5.0 6.0 14 24 48
F 1.2 1.1 1.5 7.0 24 30 Valores obtidos pelo autor em local seco, plano, em 31/07/1992.
142142
Método de Wenner:Tabela de Resistividade
AparenteQuadro 2 - Valores de resistividade aparente (ΩΩΩΩ-m) obtidos a partir do Quadro 1.
LOCAL a=32m a=24m a=16 m a=8m a=4m a=2m
A 320 360 670 1000 1100 890
B 340 210 100 100 150 190
C 860 720 500 470 240 120
D 680 540 470 1300 1200 800
E 880 750 600 700 600 600
F 240 170 150 350 600 380
143143
Método de Wenner:Solo Semi-infinito
144144
Método de Wenner:Fórmula
145145
Método de Wenner:Solo de Duas camadas
146146
Solo de Duas camadasFormação das Imagens: Etapa 1
147147
Solo de Duas camadasFormação das Imagens:
Etapas 2/3
148148
Solo de Duas camadasFormação das Imagens:
Etapas 4/5
149149
Estratificação
Quadro 3- Valores medidos e calculados.
Medição Espaçamento Resistência ρρρρ
1 a1 R1 ρρρρ1
2 a2 R2 ρρρρ2
… … … …
m am Rm ρρρρm
150150
Medição da Resistência de Terra
Seção 5.2
151151
Método dos Dois Pontos
152152
Método dos Três Pontos
153153
Método da Queda do Potencial
154154
Regra dos 61.8 %
155155
Método da Queda do Potencial;
Curva da Resistência Aparente 1
156156
Método da Queda do Potencial;
Curva da Resistência Aparente 2