Aterramento engenharia manutenção industrial

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Aterramento engenharia manutenção industrial

  1. 1. Sistemas de Aterramento Especialização em Engenharia da Manutenção Industrial
  2. 2. Generalidades    Mais baixa possível Tensões que produzam correntes superiores a suportada pelo homem Todas as estruturas metálicas deverão ser solidamente aterradas (tanques com gás pressurizado  eletricidade estática) + 5.000 A + - 500.000 V
  3. 3. Segurança
  4. 4. Suportablilidade do Corpo Humano Dificuldades em se soltar do objeto energizado 15 mA Graves contrações musculares e asfixia 25 mA Queimaduras intensas, sangue sofre processo de eletrólise, asfixia imediata e necrose dos tecidos 80 mA Alguns Ampères
  5. 5. Resistêcia do Corpo Humano  Resistência entre as mãos     Secas: 5.000 Úmidas: 2.500 Molhadas: 1.000 Imersas na água: 500
  6. 6. Liagação à Terra  Na prática, metade da resistência total de aterramento concentra-se a 15 cm da haste  Consideremos uma resistência de aterramento de 25 corrente de 1000A injetada na haste... 25Ω V 1000A = 12500V 2 e uma
  7. 7. Conceito de Resistência de Terra a R R a
  8. 8. Conceito de Resistência de Terra a R R a
  9. 9. Conceito de Resistência de Terra a R R a
  10. 10. Conceito de Resistência de Terra a R R a
  11. 11. Conceito de Resistência de Terra a R R a
  12. 12. Resistência de Terra de um Eletrodo  Conectar o Instrumento conforme figura    Tomar primeira leitura com eletrodo P a 20 % da distância EC Repetir para EP de 40, 50, 70 e 80 % de EC Cálculos Matemáticos mostram que a resistência ôhmica se encontra a 62 % de EC
  13. 13. Resistência de Terra de uma Malha  Procedimento igual ao do eletrodo, apenas a distância EC deve ser no mínimo 5 vezes a maior diagonal da malha Se o gráfico não for =A, a medida está incorreta e deverá ser aumentado EC A B C Resistência  Distância da Subestação D
  14. 14. Tensão de Toque Rb Re/2 Rg1 Rg2
  15. 15. Tensão de Passo
  16. 16. Tensão de Passo [cont.]  IEEE80    Corpo  1k Pé-Terra  9k(s) a 3k Máxima Corrente Corpo Humano: Ib 0,116 t (m) Rb Rg1 Rg2 Rr Rg3
  17. 17. Medida da Tensão de Passo [cont.] V 2k Tnesão (V) 1m Distância (m)
  18. 18. Resistividade dos Solos N a t u re za d os Solos Solos alagadiços e pant anosos Lodo Húmus Argilas plást icas Argilas compact as Areia argilosa Areia silicosa Solo pedregoso nu Solo pedregoso cobert o com relva Calcários moles Calcários compact os Calcários fissurados Xist o Micaxist o Granit o e arenit o Re sist ivid a d e ( Oh m x m ) M ín im a M á xim a 0 30 20 100 10 150 0 50 100 200 50 500 200 3.000 1.500 3.000 200 500 100 400 100 5.000 500 1.000 50 300 0 800 100 1.000
  19. 19. Eletrodos de Aterramento  Naturais  Fabricados  Encapsulados em concreto  Outros
  20. 20. Conexões aos Eletrodos  Dispositivos Mecânicos  Solda Exotérmica  Compressão
  21. 21. Corrosão  Eletrólise
  22. 22. Série Eletromotiva dos Metais 1 A 1 ano 1 Kg AÇO 13 Kg ZINCO 35 Kg CHUMBO
  23. 23. Aterramento X Proteção
  24. 24. Proteção Contra Choques Elétricos Nenhum Efeito Perceptível Efeitos Fisiológicos Geralmente Não Danosos Elevada Probabilidade de Efeitos Fisiológicos Graves e Irreversíveis: Fibrilação Cardíaca e Parada Respiratória Efeitos Fisiológicos Notáveis (parada cardíaca, parada respiratória, contrações musculates, geralmente reversíveis)
  25. 25. PCE  Esquema TT  Corrente pequena para acionar disjuntores ou fusíveis... DRs são necessários
  26. 26. PCE  Esquema TN
  27. 27. PCE  Esquema IT
  28. 28. Descargas Atmosféricas  NBR 5410/97: o eletrodo preferencial de aterramento é aquele que utiliza a ferragem da fundação do concreto armado   Rat < 1
  29. 29. Sobretensões
  30. 30. Proteção de Equipamentos Eletrônicos
  31. 31. Seqüência Histórica     Utilização do mesmo sistema do aterramento de força Utilização de um sistema isolado Sistema radial de ponto único Malha de Terra de Referência – MTR
  32. 32. PSE  Sistema de Força  Malhas de terra completamente inadequadas  Percorridas por correntes espúrias      Anódicas/catódicas Circulação de neutro Induções eletromagnéticas Descargas Atmosféricas Curto Circuitos
  33. 33. PSE  Aterramento Isolado     Reduz as correntes espúrias Não equalização da carcaça dos equipamentos e o terra eletrônico Existe um acoplamento entre os dois terras Deficiências construtivas da malha te terra eletrônico
  34. 34. PSE  Ponto Único (1) TE  Barra de Terra de Referência para equipamentos Eletrônicos (isolada do quadro) CPE  Condutor isolado de proteção dos quadros de equipamentos eletrônicos CTE  Condutor isolado de aterramento das TE TP  Barra de Aterramento que recebe o condutor de proteção
  35. 35. PSE  Ponto Único    (2) Elimina a falta de segurança pessoal devido a ddp entre os terras Os equipamentos eletrônicos continuam isolados do painel de sustentação Acoplamento capacitivo entre os terras
  36. 36. PSE  Malha de Terra de Referência (MTR) (1)
  37. 37. PSE  Malha de Terra de Referência (MTR)   Equalizar as barras de terra dos diversos equipamentos eletrônicos Comprimento de um condutor < 1/20 do comprimento de onda  ddp despresível   60MHz  30cm Uma chapa equlizaria qualquer freqüência! (2)
  38. 38. Interligação MTR com o Sistema de Força É desejável a interligação intencional à malha de força para cumprimento da condição de segurança pessoal!!!
  39. 39. Componentes Metálicos
  40. 40. Outros Aspectos Importantes  Complementos:      Gaiola de Faraday Protetores de Surto No Breaks Distanciamento dos cabos de força dos cabos sensíveis, atendendo as normas de Compatibilidade Eletromagnética Aterrar as blindagens nas duas pontas para freqüências maiores que kHz.
  41. 41. Terminal de Aterramento Principal    Barra de cobre nu de no mínimo 50mmX3mmX500mm Isolado da parede e o mais próximo possível do solo Dever ser conectado em um único ponto ao anel de aterramento por meio de um cabo isolado de 16mm2 TAP Descargas Eletrostáticas
  42. 42. Resistência de Aterramento   Com a equipontencialidade garantida, a resistência de aterramento deixa de ser o fator mais importante NBR5519  < 10
  43. 43. Aterramento Moderno, Eficiente e Integrado (1)     Utilização da ferragem da estrutura, interligada em anel por um eletrodo de cobre nu, com eletrodo de aterramento Presença do TAP no quadro geral de baixa tensão, interligado ao anel, enterrado por meio de um cabo de cobre isolado Ligações, por meio de cabos de cobres nus ou isolados, de todos os elementos (radiais e na distância mais curta possível) Utilização de protetores contra sobretensões na entrada da instalação. Os terminais de terra destes equipamentos deverão ser ligados ao TAP por meio de cabos de cobre isolados
  44. 44. Aterramento Moderno, Eficiente e Integrado (2)     Ligações dos terras dos protetores de sobretensão dos equipamentos eletrônicos, através dos condutores de proteção dos circuitos terminais até o TAP Ligações de todos os terras dos equipamentos ao TAP Ligação das MRT dos equipamentos sensíveis ao TAP por meio de condutores o mais curto e retos possíveis Ligas os condutores de equipotencialidade da instalação ao TAP o mais curto e retos possíveis.
  45. 45. Medida da Tensão de Passo     Objetiva detectar a existência de gradientes de tensão perigosos dentro da subestação Injetar correntes de malha (50 a 300 A) Medir a tensão nos diferentes pontos Fazer a transformação utilizando: VPASSO VMEDIDA I CC I ENSAIO
  46. 46. Norma de Segurança      Botas e Luvas com islomento >= 5.000 V Condutores isolados e em codições de serviço Evitar medições em dias de tempo ruim Considerar procedimentos como se fosse uma linha viva O terra medido deverá estar desconectado do sistema
  47. 47. Considerações Finais  Melhoria do aterramento     Maior profundidade Eletrodos auxiliares em paralelo Tratamento químico Manutenção   Periodicamente verificar conexões Cabos seccionados

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