Aterramentos elétricos

1. 1

2. Os eletrodos podem ter qualquer configuração, mas configurações usuais são:
a) Cantoneiras de ferro galvanizado
b) Sistemas hidráulicos ou malhas em reticulado
Posicionamento dos eletrodos de aterramento (buscar melhor camada de resistividade):
Vertical
Horizontal
Os eletrodos horizontais (usualmente enterrado a 0,5m da superfície), são muito
utilizados quando a maior preocupação é o controle do gradiente de potencial no solo.
2

3. Mesmo um resistor convencional, em alta freqüência apresenta efeitos indutivos e
capacitivos.
3

4. 4

5. O solo é um meio de resistividade (rho) e permissidade elétrica (epsilon). O campo
elétrico no solo determina o fluxo de correntes condutivas e capacitivas no meio. A
relação entre essas correntes não depende da geometria dos eletrodos mas somente da
relação (condutividade do solo / freqüencia angular x permissividade elétrica do meio)
5

6. 6

7. No aterramento para telecomunicações ou descargas atmosféricas é necessário
considerar os efeitos reativos, principalmente dos solos de elevada resistividade.
7

8. 8

9. Medir ou calcular?
É interessante realizar uma análise de julgamento prático. Em alguns casos K é tabelado,
para formatos de aterramentos típicos, em outros não. A resistividade do solo tem que
d d À é á dser medida, etc... Às vezes é mais prático apenas medir.
9

10. 10

11. O solo é seu estado natural é um mau condutor. Se for considerado TOTALMENTE seco,
tem o comportamento de um isolante.
11

12. 12

13. Os tipos de solos não são claramente definidos . Por isto não é possível atribuir um valor
específico de resistividade a um tipo de solo.
Além disso, a experiência mostra que usualmente são encontrados valores diferentes de
resistividade para a mesma variedade de solo de localidades distintas.
d é í l f d l í d õContudo é possível caracterizar faixas de valores característicos nas suas condições
usuais de umidade
13

14. A resistividade cai drasticamente para umidades até 18%. A partir daí, a variação de
umidade afeta pouco a resistividade. Experiências com diversos tipos de solos
comprovaram o comportamento dessa curva. Apenas os valores diferem, mas
relativamente são similares.
14

15. Em baixas freqüencias a condução no solo se faz basicamente por mecanismos
eletrolíticos.
A água varia com uma série de fatores, tais como :
1. CLIMA
2. ÉPOCA DO ANO
3. TEMPERATURA
4. NATUREZA DO SOLO
5. EXISTÊNCIA DE LENÇÓIS SUBTERRÂNEOS, etc..
Em geral a umidade aumenta com a profundidade.
Dificilmente encontra‐se solos realmente secos e também raramente se encontram
solos com umidade superior a 40%.
15

16. 16

17. A areia é usualmente pobre em sais minerais.
A resistividade varia muito pouco em um solo arenoso se acrescentarmos água
destilada. TEM ÁGUA mas não tem ÍONS, nada adianta.
17

18. 18

19. 19

20. Um aumento da pressão sobre o solo ocasiona maior compacidade, com consequente
redução de sua resistividade
20

21. A granulometria influencia na capacidade de retenção de água no solo.
21

22. 22

23. 23

24. Deve‐se verificar se a diminuição da umidade devido à temperatura ocorre apenas na
camada superficial do solo , e se o mesmo é homogêneo
24

25. 25

26. A resistividade média ou efetiva varia imensamente com a forma de distribuição das
correntes no solo.
26

27. Os solos em Minas foram formados no período Pré‐Cambriano (em grande parte).
Em certos locais elevados de Minas Gerais, o solo é seco e bastante afetado pela erosão,
as resistividades nesses lugares podem ser superiores a 10.000 ohms.metro
á ê d é l à d dComo já vimos que a resistência de aterramento é proporcional à resistividade, a mesma
configuração de eletrodos em um solo na França apresentará resistência 50 vezes maior
aqui em Minas.
Isso sugere que práticas de aterramento, adequadas e suficientes para a Europa podem
ser inoportunas para as condições Brasileiras.
27

28. Simulação da onda de descarga com dupla exponencial e injeção no solo com uma haste
de aterramento.
Para pequenos valores de crista (Ipico) a impedância Z é elevada, comportando‐se
b êbasicamente como uma resistência
Quando a intensidade de corrente aumenta, começa a haver ionização do solo em torno
da haste, com o aparecimento de CANAIS DE DESCARGA no solo. Esses canais,
constituídos de PLASMA, tem natureza condutora e o efeito equivalente é a de
ampliação da superfície do condutor. Essa ampliação equivalente da superfície dos
eletrodos , que será tanto maior quanto maior for o valor de pico da corrente, resulta no
crescimento da corrente condutiva quanto capacitiva no solo com a conseqüentecrescimento da corrente condutiva quanto capacitiva no solo, com a conseqüente
redução da impedância de aterramento.
28

29. Parâmetros imutáveis: Estratificação do solo (Tipos de solo no local), granulometria, sais
dissolvidos
A compacidade pode ser um parâmetro absoluto ou não.
29

30. 30

31. 1. A resistência própria do eletrodo é muito pequena
2. A resistência de contato só seria relevante se o eletrodo tiver alguma camada
isolante (de tinta por exemplo)
3. Esta é a parcela mais significativa.
31

32. O solo está aproximado como um conjunto de fatias hemisféricas de mesma espessura
(delta d) e resistividade , cuja área cresce à medida que se afasta do eletrodo
(A=2*pi*r^2)
f õ d l d f fPara outras configurações de eletrodos, as primeiras fatias equipotenciais tem a forma
deste e à medida em que se afastam dele vão se abaulando e tomando a forma de uma
semi‐esfera. A diferença de resistência então entre os diferentes tipos de eletrodos está
apenas nas camadas mais próximas do eletrodo.
32

33. 33

34. Rt= Veletrodo/I
34

35. METADE DA DDP TOTAL se situa a 2*raio do eletrodo.
Qualquer eletrodo que se situe DENTRO da semi esfera apresentará Rt MAIOR em
ã f ( fí fé é á dcomparação com a semi esfera (A superfície esférica é a que apresenta maior área de
contato com a terra, e portanto tem menor densidade de corrente na superfície).
E já se sabe que seja qual for esse eletrodo, ao englobar uma semi‐esfera a DDP cairá
pela metade a uma distância. duas vezes o raio desta.
35

36. 36

37. 37

38. 38

39. Para realizar essas funções , o aterramento tem q apresentar 3 caractéristicas :
1. Capacidade de condução
2. Baixo valor de resistência
3. Configuração de eletrodos que possibilite o controle do gradiente de potencial
39

40. É comum encontrar resistências inferiores a 5Ω em instalações elétricas de grande porte
e de valores na faixa de 40 a 400Ω nas redes de distribuição.
Em algumas situações , VALORES ELEVADÍSSIMOS de resistividade do solo e RESTRIÇÕES
h d d d h d ãao tamanho do aterramento devido ao tamanho do terreno não permitem que se
melhore o aterramento para reduzir ainda mais a Resistência.
O que fazer quando RT é elevado?
Ainda é possível assegurar a segurança do sistema:
Adote práticas de equipotencialização
Use supressores de surto (Clamper, MTM)
Use transformadores isoladores
40

41. SÓ que a redução não é proporcional pois existe um acoplamento resistivo entre esses
eletrodos.
41

42. Dois eletrodos idênticos colocados num solo homogêneo.
Cada um tem sua resistência própria Rp
42

43. 43

44. 44

45. Percebe‐se que a resistência total excede à resistência de aterramento do paralelo das
hastes distantes por uma parcela Rm/2
45

46. 46

47. 47

48. 48

49. Evidentemente que se a resistividade é um fator de influência, também o são todos
aqueles fatores que determinam o seu valor:
Umidade, Compacidade, Granulometria, Sais dissolvidos, temperatura, tipo de solo,
estratificação
Quanto aos eletrodos, pode‐se considerar suas dimensões, forma, número de eletrodos,
posicionamento relativo e espaçamento entre eles.
49

50. 50

51. Pode‐se reduzir bastante a resistência contudo DEVE‐SE LEMBRAR QUE AS HASTES
DEVEM FICAR BEM AFASTADAS PARA EVITAR os efeitos da resistência mútua.
A partir de um certo número de hastes a resistência não diminui muito mais, e a técnica
d d fdeixa de ser eficaz.
51

52. Atinge‐se maiores profundidades da hastes emendando uma na outra.
É eficaz apenas quando o solo apresenta camadas mais profundas de menor
resistividade
l é h ê f á d é é d d f d d dMas se o solo é homogêneo , a eficácia da técnica é reduzida para profundidades acima
de 3,5m
52

53. Tratamento Químico: É COMUM usar o cloreto de sódio, sulfato de cobre, ou produtos
químicos especializados para essa finalidade como a Betonita.
Os sais como NaCl NÃO DEVEM ENTRAR EM CONTATO direto com o eletrodo para evitar
ãa corrosão.
Observa‐se que com o tempo a resistência de aterramento volta a aumentar devido a
dispersão destes sais no solo.
Tratamento Físico: SUCATA e CARVÃO.
A BENTONITA além de baixa resistividade é HIGROSCÓPICA. A umidade concentrada na
betonita se estende inclusive ao redor desta, no solo, o que reduz drasticamente a
resistência de aterramento pois está nas imediações da haste.
Outra Prática comum em solos de alta resistividade é envolver o eletrodo em concretoOutra Prática comum em solos de alta resistividade é envolver o eletrodo em concreto
(Quando a instalação estiver sobre rocha é a única saída).
Além de fixar o eletrodo no solo, o concreto é higroscópico, apresenta relativamente um
valor reduzido de resistividade e ainda protege o eletrodo contra corrosão.
53

54. 0.0373 * 2500 Ω.m = 933 Ω
0.0836 * 2500 Ω.m = 209.18 Ω
OBSERVAÇÃO: Tais cálculos tem mais efetividade para locais com alta resistividade
54

55. A superfície tem uma queda linear com a resistividade e logarítmica com a espessura da
haste
Esse é portanto o cenário melhor possível, uma HASTE de 2M de espessura é algo
á l á h d õ d hinimaginável na prática, tem que portanto preencher as imediações da haste com
qualquer outro material condutor barato.
OBSERVAÇÃO: Tais cálculos tem mais efetividade para locais com alta resistividade
55

56. II Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte Nordeste de Educação
Tecnológica
João Pessoa ‐ PB ‐ 2007
ESTUDO DE ALTERNATIVAS PARA A CONSTRUÇÃO DE MALHAS DE
ATERRAMENTO NUM SOLO COM ALTA RESISITIVIDADE ELÉTRICAATERRAMENTO NUM SOLO COM ALTA RESISITIVIDADE ELÉTRICA
Kaisson Teodoro de Souza, Msc; Ricardo Frangiosi de Moura,Msc; Gabriel Cintra
Escola Técnica Federal de Palmas – ETFTO , AE 310 SUL, Avenida NS 10 esquina
com Avenida LO 5, Centro CEP
77.021‐090, Palmas – TO, Fone: (63) 3225‐1205, Fax: (63) 3225‐1309
E‐mail: kaisson@etfto.gov.br, ricardo@etfto.gov.bt, alkatraz@bol.com.br
Malha de Aterramento Tradicional: Essa malha foi construída utilizando apenas
hastes verticais
interligados por cabos horizontais, sendo que nesta malha não foi realizado
nenhum tipo de tratamento, tanto do solo como das hastes e cabos, conforme
mostra a figura 2. Dentre as principais características deste tipo de malha
destaca‐se a simplicidade de sua construção, porém para solos que possui um
alto valor de resistividade elétrica, o custo com material pode aumentar à
medida que se deseja reduzir a resistência do aterramento.
56

57. Malha de Aterramento com Tratamento Químico do Solo: Nesta malha além do
uso de hastes
verticais interligadas por cabos horizontais, também foi feito o tratamento
químico do solo através de gel despolarizante, como mostra a figura 3. Oq g p g
tratamento químico do solo foi feito seguindo as recomendações da Copel
(1990). A vantagem do tratamento químico do solo está relacionada com a
redução e estabilidade do valor da resistência de aterramento, pois neste caso
utiliza‐se o gel despolarizante, material que apresenta um alto grau de
higroscopia. Dentre as desvantagens da utilização do tratamento químico, pode
ser citada a necessidade de uma reposição periódica deste material no soloser citada a necessidade de uma reposição periódica deste material no solo.
57

58. Malha de Aterramento com Hastes Concretadas: Essa malha foi confeccionada
utilizando hastes
verticais concretadas, cujas dimensões são (0,15 x 0,15) m, interligadas por cabos
horizontais, conforme mostra a figura 4. As hastes verticais foram concretadasg
com a mesma mistura de concreto utilizada para confecção de postes de redes
de distribuição de energia elétrica. Este tipo de aterramento simula a viabilidade
do uso das ferragens das fundações de edificações, dos postes de concretos de
redes de distribuição e transmissão como parte da malha de um aterramento
elétrico. Porém as ferragens destas estruturas deverão ser preparadas para
realizar tal função por exemplo as amarrações entre as ferragens deverão serrealizar tal função, por exemplo, as amarrações entre as ferragens deverão ser
reforçadas e um terminal externo deverá ser disponibilizado para acessar as
ferragens internas dessas estruturas.
58

59. Apesar das três malhas de aterramento possuir dimensões e configurações
semelhantes, bem como, as condições do solo ser praticamente a mesma, o
valores das resistências de aterramento das malhas tiveram comportamentos
bem distintos no período chuvoso.p
Observa‐se pela figura 5, que a malha que utiliza hastes concretadas foi a que
apresentou menores valores de resistência de aterramento e pequenas
oscilações dos resultados ao longo do período analisado. Este comportamento
provavelmente se deve a capacidade do concreto de reter água e de aumentar a
área de
contato entre a malha e o solocontato entre a malha e o solo.
Em contrapartida, a malha que recebeu o tratamento químico do solo (ver figura
5) foi a que apresentou maiores valores de resistência de aterramento e maiores
oscilações dos resultados no mesmo período. Estes resultados estão relacionados
com o caráter construtivo da malha, ou seja, com a má compactação do solo.
No caso da malha de aterramento tradicional (vide figura 5) os valores
relati amente altos da resistên ia de aterramento bem omo as os ila õesrelativamente altos da resistência de aterramento, bem como as oscilações
destes valores neste período, já eram esperados, pois neste caso o valor da
resistência de aterramento é extremamente dependente das condições do solo e
de fatores climáticos da região metropolitana de Palmas‐TO.
59

60. No período seco também observar‐se um comportamento distinto dos valores da
resistência de aterramento para as três malhas, apesar de possuírem as mesmas
características, diferencia ndo apenas o tratamento.
Na figura 6, observa‐se que a malha de aterramento que utiliza hastes concretadas
continua apresentando os menores valores de resistência de aterramento, e menorescontinua apresentando os menores valores de resistência de aterramento, e menores
oscilações dos resultados obtidos. Um dos principais motivos para estes valores baixos
de resistência de aterramento, é que a camada de concreto que
envolve a haste proporciona uma maior área de contato entre a malha e o solo.
Para este mesmo período (vide figura 6) a malha de aterramento tradicional foi a que
apresentou maiores valores de resistência de aterramento e uma oscilação maior entre
os resultados. Estes valores já eram esperados, pois neste caso resistência de
aterramento sofre influência direta da resistividade elétrica do solo e das condiçõesaterramento sofre influência direta da resistividade elétrica do solo e das condições
climáticas da região.
A malha de aterramento que utiliza o tratamento químico do solo (ver figura 6)
apresentou valores e oscilações da resistência de aterramento, bem menores quando
comparados com a malha de aterramento tradicional. Apesar da ausência de chuvas
neste período, o tratamento químico utilizando gel despolarizante, conseguiu manter
um determinado nível de umidade nas proximidades da malha, provocando assim a
redução e estabilidade dos valores da resistência de aterramentoredução e estabilidade dos valores da resistência de aterramento.
60

61. Referência {25} – Livro Aterramentos elétricos
TAGG,G.F., “Earth resistances”, George Newnes Ltda, London 1964
61

62. 62

63. A corrente I flui para o solo através do eletrodo A, e espalha‐se radialmente em todas as
direções concentrando‐se da mesma forma à medida que se aproxima do outro
eletrodo.
63

64. A parte inicial da curva é sensivelmente crescente pois a maior parte da resistência de
um aterramento localiza‐se na terra mais próxima ao mesmo.
A curva é a somatória da queda de tensão em cada volume elementar.
Entre os pontos x1 e x2 a queda de tensão é tão pequena pois a densidade de corrente é
í f d d á d ã d d ã ã l ã é h dínfima devido a área da seção de condução ser tão ampla. Essa região é conhecida como
patamar de potencial. A DDP entre x1 e x2 é usualmente 2% da DDP entre A e x1.
A CORRENTE TOTAL QUE ATRAVESSA CADA SUPERFÍCIE É A MESMA QUE SAIU DO
ELETRODO.
64

65. A curva 4 é a medição na reta que une o eletrodo A com B só que na direção oposta ao
eletrodo A. Nota‐se que a curva tem um crescimento mais lento e tende a alcançar o
patamar em pontos mais distantes.
65

66. As correntes são sempre ortogonais às superfícies equipotenciais
As superfícies inicialmente tem o formato semelhante ao eletrodo e ao se afastarem
tendem a se tornar hemisféricas
A heterogeneidade do solo pode alterar sensivelmente os caminhos de corrente. A
f ã d l d d d d f d festratificação do solo em camadas com resistividade diferente pode fazer que os
caminhos de corrente sejam mais superficiais ou mais profundos
Um corpo condutor de longas dimensões enterrado pode concentrar a corrente que
passa no solo alterando as linhas de potencial.
A figura mostra 2 eletrodos hemisféricos de raios diferentes (Diametro de A é 10m e B
1m) enterrados a 1000m um do outro1m) enterrados a 1000m um do outro.
Na primeira parte da figura o solo é homogêneo quanto à resistividade e é aplicada uma
DDP de 110V entre os eletrodos.
Nota‐se que a maior parte da DDP localiza‐se no eletrodo com menor diâmetro.
A segunda parte da figura 2 mostra os eletrodos em um solo estratificado em 2
camadas com a camada superficial de resistividade bem menor Nota‐se que o patamarcamadas, com a camada superficial de resistividade bem menor. Nota se que o patamar
praticamente se extinguiu. (DDP 113V)
66

67. A distância entre X e C deve ser bem maior que as dimensões lineares do sistema.
O eletrodo C deve ser colocado a uma distância pelo menos 4 vezes superior à maior dimensão
do eletrodo X.
Recomenda‐se para pequenos aterramentos no mínimo 40m e para 100m no caso de malhas.
O eletrodo de potencial P deve ficar inicialmente a 60% da distância entre X e C (é uma boa
) á l bestimativa para o patamar). Na prática não precisa levantar a curva inteira, basta variar a
posição de P 10% para mais e para menos e verificar se o valor da resistência variou no máximo
2%. O valor médio é o valor da Resistência.
SE NÃO APARECER O PATAMAR:
‐Os eletrodos estão perto, afaste‐os. Para algumas malhas são necessárias distâncias superiores
a 500m
‐Pode haver transferência de potencial devido a algum condutor enterrado. Faça a medição emPode haver transferência de potencial devido a algum condutor enterrado. Faça a medição em
outra direção.
Os eletrodos devem estar firmemente cravados no solo, no caso do eletrodo C este deve estar a
mais de 50cm para assegurar uma baixa resistência. Alta resistência em C limita a corrente
fornecida pelo instrumento o que pode não ser suficiente para sensibilizar os circuitos de
medição.
O eletrodo de potencial P não é necessário cravá‐lo tão profundo pois a corrente que circula
l é í fi ( l d l i dâ i )nele é ínfima. (ele tem entrada em alta impedância)
QUANDO FOR MEDIR GRANDES MALHAS, os cabos dos eletrodos posicionados em linha
apresentam indutância e capacitância mútua que podem influenciar na medição. Neste caso, o
eletrodo de potencial P deve ser colocado na direção oposta ao eletrodo de corrente, ou numa
direção ortogonal ao segmento XC.
67

68. 68

69. Existe uma relação linear entre a resistividade e a resistência medida. (K está na página
54 do livro aterramentos Silvério)
Quanto mais distantes estão os eletrodos mais profundos são os caminhos
d dpredominantes de corrente.
Para espaçamentos pequenos, a corrente flui bem superficialmente.
Curvas resultantes da aplicação do método de Wenner com a distância entre as hastes
fornecem um perfil da resistividade no solo em função da profundidade.
Baseando‐se nessas curvas desenvolveram‐se metodologias para gerar modelos de
estratificação de solo buscando obter com os cálculos os mesmos resultados obtidos
com a mediçãocom a medição.
As hastes devem ser cravadas a pelo menos 50cm de profundidade.
69

70. Logo se o solo tiver 10.000 ohms.metro, e se a fonte de tensão fornecer 20V, Rt=9.000
ohms e a corrente de injeção no solo terá 2,22 mA. Tal intensidade de corrente não é
adequada.
l bl d d l d d d hPara resolver o problema deve‐se umedecer o solo nas proximidades da hastes.
Na prática varia‐se a distância para se obter o perfil de resistividade do solo.
Quando a distância entre as hastes de injeção de corrente é muito grande, pode
acontecer das hastes de potencial se situarem na região do patamar, o que não
apresentará uma DDP significativa entre as hastes de potencial, e não ocorrer a correta
medição Para resolver este problema aplica se o método de Schulembergmedição. Para resolver este problema aplica‐se o método de Schulemberg.
70

71. 71

72. 72

73. 73

74. 74

75. 1.A condução elétrica em baixa frequência é eletrolítica. A aplicação de uma DDP no
solo causa sua ionização e a corrente provoca uma ação química.
2.Corrente contínua normalmente ocorre devido a fenômenos físico‐químicos do solo
l d l ã õ d l d éCorrentes alternadas no solo são comuns em regiões industrializadas, por isso é comum
a frequência predominante de 60Hz. Temos também correntes de freqüências elevadas
oriundas dos sistemas de telecomunicações. Freqüências diversas são encontradas em
regiões industrializadas devido ao funcionamento de motores.
Correntes transitórias devido a fenômenos atmosféricos.
3 Se a resistividade varia tanto torna se sem sentido esforços em obter se grande3. Se a resistividade varia tanto torna‐se sem sentido esforços em obter‐se grande
exatidão nas medições de seu valor
75

76. 76

77. Ao aplicarmos corrente contínua no solo, ocorre o estabelecimento de potenciais de
origem galvânica no solo. E quanto mais tempo ficamos aplicando a corrente contínua,
maiores são os potenciais galvânicos.
ISSO OCORRE TAMBÉM EM CORRENTE ALTERNADA, SÓ QUE A ONDA MUDA DE
SENTIDO MUITO RAPIDAMENTE O QUE MINIMIZA O EFEITO.
77

78. NÃO É ACONSELHÁVEL QUE A FREQUENCIA SE AFASTE MUITO DE 60HZ , pois aí se mede
exatamente a resistência nas correntes de curto circuito.
A resistência medida em alta freqüência pode ser bem diferente do valor de baixa
freqüência.
78

79. 79

80. 80

81. Este medidor tem uma freqüência elevada para a corrente de medição (20KHz a 35KHz).
O uso dessa freqüência permite realizar a medição SEM desligar o cabo pára‐raios da
estrutura da torre.
A aplicação do potencial junto à base da torre, uma parcela da corrente pode se desviar
b d l ópara o cabo para raios e ser injetada no solo nas torres próximas. Isso constituiria uma
resistência em paralelo com a resistência da torre que pretendemos medir (o que
indicaria uma resistência inferior à real)
Ao empregar um freqüência elevada, temos um efeito pelicular pronunciado o que
aumentará o valor da impedância do cabo a um valor BEM SUPERIOR ao valor do
aterramento da torre. Assim, praticamente a corrente que flui para as outras torres é
desprezíveldesprezível.
Na prática a exatidão desses resultados só é satisfatória se a torre tiver Rt menor de 5
ohms. Usualmente as torres no Brasil tem valores acima de 10 ohms.
81

82. Nota item 2: Só acontece em sistemas multi‐aterrados. Aterramentos das redes de
distribuição ou multi‐aterrados de telecomunicação.
Nota item 3: Não funciona no caso de aterramento de SPDA que possui vários pontos de
injeção no solo.
82

83. 83

84. Aterramento para o sistema de alimentação (subestação)
Tem como objetivo a proteção do pessoal contra os efeitos da corrente de curto‐circuito.
Aterramento de SPDA
Sua função é prover um caminho de baixa impedância para a corrente de descarga
Aterramento de alta freqüência
d l d íd l d d á d d b éSão sistemas de eletrodos constituídos por reticulados de área reduzida cuja objetivo é
minimizar os efeitos de interferência associados à irradiação na faixa de alta freqüência de
sistemas de telecomunicações.
Aterramento para descargas eletrostáticas
Procura evitar o acúmulo de cargas nos componentes condutivos do sistema. O valor da
impedância de aterramento neste caso não é importante.
Condutor de terra de segurança
Seu objetivo é assegurar a ligação para a terra de todas as partes metálicas do sistema expostasSeu objetivo é assegurar a ligação para a terra de todas as partes metálicas do sistema expostas
ao contato de pessoal. Em caso de falha, essas partes podem se tornar energizadas.
Condutor de terra
Conecta os corpos metálicos do sistema com o ponto que fecha o loop do circuito que alimenta
essa eventual falta. Diferentemente do neutro, o condutor de terra deve conduzir apenas
durante a ocorrência da falta.
Terra de referência
Destina‐se a constitui‐se numa referência de potencial para equipamentos sensíveis, sendo ,
i i dportanto, posicionado no terra remoto.
84

85. 85

86. Assumindo hastes de 2,5m de comprimento, em um solo com resistividade média de
1000 ohms.metro, a resistência própria da haste é de 360 ohms, e seriam necessárias 72
hastes conectadas em paralelo para se alcançar o valor recomendado (isso se desprezar
f ú )o efeito mútuo).
Em uma malha grande, os pontos onde existem conexão ao sistema de descargas
atmosféricas devem ter uma densidade maior de eletrodos para minimizar o potencial
de passo, e acima destas hastes, uma camada isolante sobre o solo (brita)
86

87. 87

88. A presença de ruídos é reportada na literatura com potenciais de magnitude entre 5 e
100V devido ao fluxo de correntes desbalanceadas ou parasitas (capacitivas ou
indutivas) é a causa mais freqüente desse ruído.
l ã l d dA isolação acontece pois o aterramento isolado se encontra no patamar remoto do
aterramento de potência, e qualquer interferência em um não é sentida no outro.
Fabricantes de equipamentos eletrônicos tem a mania de pedir aterramento isolado
para se obter um terra de referência
88

89. Em caso de elevação de potencial todo o sistema é submetido às mesmas condições
(flutua no mesmo potencial)
Considerações práticas:
É d fí l d d d d f l f ã háÉ muito difícil de se assegurar a integridade da filosofia pois não há como garantir que
nenhuma parte metálica interna à instalação não está em contato com o solo.
Em sistemas elétricos eletrônicos de grande extensão é muito comum se encontrar
conexões não propositais para a terra, como o resultado de falha no isolamento.
Para baixas freqüências, a DDP induzida é muito pequena, mas para altas freqüências, a
filosofia não é efetiva. Existem impedâncias de acoplamento capacitivo entre os cabos e
a terra e seu valor em alta freqüência diminui (xc=1/2*pi*f*c) e a impedância dosa terra, e seu valor em alta freqüência diminui (xc=1/2*pi*f*c), e a impedância dos
condutores de ligação ao aterramento cresce substancialmente pois esta se torna
substancialmente mais indutiva.
Esta prática é amplamente mais utilizada que a filosofia de ponto único.
89

90. A idéia é que cada parte metálica e não energizada esteja ligada diretamente ao sistema
de equipotencialização através de um condutor com o menor percurso possível para
reduzir a indutância. Quando equipamentos sensíveis estão presentes, coloca‐se malhas
com reticulados de área reduzida. Cada componente metálico é conectado à terminação
d ó bl d d b ã l d õde terra mais próxima. Mesmo a blindagem dos cabos são ligadas nas suas terminações.
Qualquer injeção de corrente no aterramento, devido à descarga direta tem a densidade
de corrente resultante diminuída devido aos vários caminhos entre os diferentes
aterramentos e não será capaz de causar danos aos condutores.
Entretanto, na prática , é comum encontrar falhas.
Adota‐se uma filosofia híbrida de ponto único com equipotencialização.
90

91. O estudo da influência dos diferentes parâmetros, tanto do solo quanto dos condutores,
sobre o comportamento transitório das tensões presentes nas malhas de aterramento,
evidencia:
• As menores tensões transitórias ocorrem para baixos valores de resistividade.
fl ê d d d ã ó d l d• A influência do raio dos condutores na tensão transitória deve ser levada em conta em
um projeto de aterramento. Um aumento do raio provoca uma diminuição da tensão
transitória. Também se deve levar em conta o ponto de vista econômico neste quesito.
• Um aumento da profundidade traz consigo uma diminuição da tensão transitória. A
profundidade de uma malha de aterramento depende das características do solo.
• Quando o ponto de aplicação da corrente é o centro da malha ocorrem as menores
tensões transitórias devido a uma melhor dissipação da corrente da malha para o solotensões transitórias, devido a uma melhor dissipação da corrente da malha para o solo.
• A configuração da malha não tem influência significativa na máxima tensão transitória,
porém, depois de transcorrido o transitório, as malhas maiores apresentam as menores
tensões.
• Quando são usados eletrodos verticais na malha de aterramento a tensão transitória é
consideravelmente menor. O fato anterior esta relacionado com uma diminuição da
impedância da malhaimpedância da malha.
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92. A Propagação da onda de tensão na malha de aterramento é importante em
sistemas multi‐aterrados, este fenômeno pode causar danos a equipamentos
conectados à malha e/ou problemas de EMC (compatibilidade eletromagnética).p ( p g )
Em solos com maiores resistividades os efeitos negativos são mais pronunciados.
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93. 93