Avaliação das correntes perigosas à vida humana

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ATERRAMENTO ELÉTRICOATERRAMENTO ELÉTRICO
Francisco André de Oliveira Neto
PETROBRÁS – JUNHO/2003

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IntroduçãoIntrodução
Aterramento elétrico é um curso
introdutório para técnicos de nível médio.
Objetivo capacitar os técnicos para
avaliar o projeto e a execução de sistemas
de aterramento elétrico.
Metodologia Aulas expositivas,
exercícios, prática de medição de
aterramento e discussão das experiências
individuais sobre o tema.

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ProgramaçãoProgramação
MÓDULO 1:
Choque elétrico e avaliação das correntes
perigosas à vida humana
Fibrilação ventricular do coração pelo choque
elétrico
Sistemas de aterramento
Aplicações práticas
Tempo previsto: 3/4 dia 10/06/2003

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MÓDULO 2:
Medidas de potencial
Procedimento para medição da resistividade do
solo
Procedimento para medição da resistência de
aterramento
Tempo previsto: 1 1/4 dias 10 e 11/06/2003

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MÓDULO 3:
Dimensionamento de condutores dos sistemas de
aterramento
Seleção dos condutores no projeto de
aterramento de sistemas eletrônicos
Dimensionamento de sistemas de aterramento
Dimensionamento de malhas de aterramento pelo
método do IEEE
Tempo previsto: 1 dias 12/06/2003

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IndagaçõesIndagações
Qual a importância do aterramento?
O aterramento impede uma pessoa de ser
submetida ao choque elétrico?
Como deve ser construído o aterramento?
Quais os requisitos gerais para um bom
dimensionamento de um sistema de aterramento

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ATERRAMENTO ELÉTRICOATERRAMENTO ELÉTRICO
O CHOQUE ELÉTRICO

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CHOQUE ELÉTRICOCHOQUE ELÉTRICO
Mão - mão
Mão-pé
Pé-pé
Tórax-membros

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Mão - mão

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Mão - pé

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Proteção Contra Choques Elétricos (NBR 5410 / 97)
5.1.2 Proteção contra contatos diretos5.1.2 Proteção contra contatos diretos
••5.1.2.1 Proteção por isolação das partes vivas5.1.2.1 Proteção por isolação das partes vivas
••5.1.2.2 Proteção por meio de barreiras ou invólucros5.1.2.2 Proteção por meio de barreiras ou invólucros
••5.1.2.3 Proteção parcial por meio de obstáculos5.1.2.3 Proteção parcial por meio de obstáculos
••5.1.2.4 Proteção parcial por colocação fora de alcance5.1.2.4 Proteção parcial por colocação fora de alcance
••5.1.2.5 Proteção complementar por dispositivo “DR” de alta5.1.2.5 Proteção complementar por dispositivo “DR” de alta
sensibilidadesensibilidade
5.1.3 Proteção contra contatos indiretos5.1.3 Proteção contra contatos indiretos
••5.1.3.1 Proteção por5.1.3.1 Proteção por seccionamentoseccionamento automático da alimentaçãoautomático da alimentação
••5.1.3.2 Proteção pelo emprego de equipamentos da classe II5.1.3.2 Proteção pelo emprego de equipamentos da classe II
••5.1.3.3 Proteção em locais não condutores5.1.3.3 Proteção em locais não condutores
••5.1.3.4 Proteção por ligações equipotenciais locais não aterrada5.1.3.4 Proteção por ligações equipotenciais locais não aterradass
••5.1.3.5 Proteção por separação elétrica5.1.3.5 Proteção por separação elétrica

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Dispositivo “DR”Dispositivo “DR”
São dispositivos que detectam a soma fasorial das correntes queSão dispositivos que detectam a soma fasorial das correntes que percorrempercorrem
os condutores de um circuito num determinado ponto. O módulo desos condutores de um circuito num determinado ponto. O módulo dessasa
soma fasorial é a chamada “Corrente Diferencialsoma fasorial é a chamada “Corrente Diferencial--Residual”(IDR) .Residual”(IDR) .

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Dispositivo “DR”Dispositivo “DR”
IDEALIDEAL IDR = 0IDR = 0
REALREAL IDRIDR ≠≠ 0 (CORRENTES DE FUGA0 (CORRENTES DE FUGA -- NATURAIS)NATURAIS)
ATUAÇÃOATUAÇÃO IDR = IIDR = I ∆∆ n (CORRENTE DIFERENCIAL RESIDUAL DE ATUAÇÃO)n (CORRENTE DIFERENCIAL RESIDUAL DE ATUAÇÃO)
ΣΣ I fI f ≤≤ 0,5 . I0,5 . I ∆∆ nn
TIPOS:TIPOS:
gg DISJUNTOR DRDISJUNTOR DR
gg INTERRUPTOR DRINTERRUPTOR DR
gg ALTA SENSIBILIDADE (ALTA SENSIBILIDADE ( ≤≤ 30mA)30mA)
gg BAIXA SENSIBILIDADE ( > 30mA)BAIXA SENSIBILIDADE ( > 30mA)

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AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES
PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA
OBJETIVO
Para se ter uma melhor compreensão da corrente
elétrica e respectivos efeitos sobre o corpo
humano, em casos de acidentes devido à
eletricidade e esclarecimentos quanto a alguns
efeitos desenvolvidos no corpo humano

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EFEITOS DA CORRENTE ELÉTRICA
Térmico
Químico

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POTENCIAL DO CORPO HUMANO
Em repouso de 40 a 80mV entre a superfície e o interior
das fibras nervosas
Coração Representa um bipolo elétrico, cuja tensão tem
como consequência um campo de fluxo elétrico no
corpo... A grandeza absoluta da tensão registrada no
eletrocardiograma, situa-se aproximadamente de 1 a
1,6mv e sua frequência entre 1,1 a 1,3Hz.

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Porcentagemde
pessoas analisadas
5% 50% 95%
SENSAÇÕES
(mA)
Corrente perceptível apenas nas palmas das mãos 0,7 1,2 1,7
Ligeiro formgamento nas palmas das mãos, como se as mesmas estivessem
dormentes
1,0 2,0 3,0
Formigamento também perceptível nos pulsos 1,5 2,5 3,5
Leve vibração das mãos, pressão nos pulsos 2,0 3,2 4,4
Ligeira caimbra nos antebraços, como se fossem comprimidos com algemas 2,5 4,0 5,5
Ligeira caibra nos braços 3,2 5,2 7,2
As mãos tornam-se rígidas e contraídas, o largar ainda é possível; sensação de
dor
4,2 6,2 8,2
Caimbra nos braços, as mãos tornam-se pesadas e insensíveis, picadas em toda a
superficie dos braços
4,3 6,6 8,9
Caimbra geral dos braços, chegando até as axilas, o largar é ainda porssível (let-
go-current)
7,0 11,0 15,0

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SENSAÇÕES
Porcentagem de
pessoas analisadas
5% 50
%
95
%
(mA)
Ligeiro formgamento nas palmas das mãos e nas pontas dos dedos 6 7 8
Sensação de calor e formigamento mais forte nas palmas das mãos, ligeira
pressão nos pulsos
10 12 15
Forte pressão, até picadas nos pulsos e palmas das mãos 18 21 25
Formigamento nos nos antebraços sensação mais forte de calor 25 27 30
Dor com pressão mais forte nos pulsos, formigamento chegando aos
cotovelos
30 32 35
Forte dores de pressão nos pulsos e dores agudas nas mãos 30 35 40

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Porcentagem de
pessoas analisadas
5% 50% 95%SENSAÇÕES
(mA)
Corrente perceptível apenas na palmas da mão 0,9 2,2 3,5
Formigamento em toda a mão, como se estivesse dormente 1,8 3,4 5,0
Ligeira pressão no pulso, formigamento mais intenso 2,0 4,8 6,7
Pressão também sensível no antebraço 4,0 6,0 8,0
Primeira sensação nas solas dos pés (ligeiro formigamento) pressão no antebraço 5,3 7,6 10,0
Ligeira caimbra no pulso, o movimento de mão torna-se difícil, pressão no
tendão do pulso
5,5 8,5 11,5
Formigamento no braço, forte caibra no braço, principalmente no pulso 6,5 9,5 13,0
Forte formigamento, chegando até a axilia, antebraço até ao cotovelo quase
rígido, o largar ainda é possível
7,5 11,0 14,5
Pressão em torno dos tornozelos e calcanhares, dedo polegar da mão contraído 8,8 12,3 15,8
Larcar só é possível com maior esforço (let-go-current) 10,0 14,0 18,0

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Conclusão das pesquisasConclusão das pesquisas
parâmetros importantes do choqueparâmetros importantes do choque
Intensidade da corrente
Duração
Percurso
Frequência
Taxa de crescimento

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Influência da intensidade da corrente no
corpo humano
Choque em 220V
A6
1000
6000
==kI
Choque em 6000V
mAIk 220
1000
220
==

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G ama de
intensidade
de corrente
Reações fisiológas Intensidade da
corrente eficaz
(mA)
I Início da perceptibilidade da corrente até ao estado em
que já não é possível largar sozinho o contato. Ausência
de influência sobre os batimentos cardiácos e o sistema
de condutores de estímulos
Até 25
II Intensidade da corrente ainda suportável. Elevação da
pressão sanguinea, irregularidade dos batimentos
cardiacos, parada reversível do coração, acima de cerca
de 50mA, perda de sentidos.
25 a 80
III Perda de sentidos e fibrilação 80 a 3000
IV Elevação da pressão sanguinea, parada reversível do
coração, arritimias, flatulência pulmonar, em regra
preda de sentidos
> 3000

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Influência do tempo de atuação da corrente
no corpo humano
tIQ ×=
tRIW ××= 2

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Influência do percurso da corrente no corpo
humano
“O percurso da corrente no coração humano, em
caso de acidente, é importante na medida em que o
coração possa não afetado pela corrente”
Percurso mais perigoso mão esquerda para o
peito

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Influência da freqüência da corrente no
corpo humano
“O limite em CA é consideravelmente abaixo do
valor em C.C.”
A resistência elétrica diminui com o aumento da
frequência
Ω= 550100HzkRΩ= 200.150HzkR

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LIMITE DA CORRENTE PERMISSÍVEL NO
CORPO HUMANO
“Dalziel e outros pesquisadores fizeram pesquisas
visando descobrir um valor seguro de
suportabilidade sem fibrilação da energia
absorvida pelo corpo e chegou a seguinte equação:
t
k
t
S
IStI k
kkk ==⇔=×2

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Limite da corrente permissível no corpo humano
“Dalziel limitou as sua pesquisas ao intervalo:
st 303,0 ≤≤
mas descobriu também que a energia era função da massa
do corpo. Logo era preciso relacionar o valor da energia
absorvida pelo corpo com as respectivas massas.”

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M ASSA (kg) bS K
50 (110lb) 0,0135 0,116
70,3 (155lb) 0,0246 0,157
mAI
mAI
k
k
367
1,0
116,0
116
1
116,0
==
==

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“Em 1936 Ferus, baseado em esperiências na
universidade da Colômbia, sugeriu 100mA como o
limite de fibrilação quando a duração do choque não
estiver especificado.”

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CIRCUITO DE TERRA ACIDENTALCIRCUITO DE TERRA ACIDENTAL
Resistência do corpo humano em frequências
normais, é representada por uma resistência não
indutiva entre ambos os pés, ambas mãos ou entre
mão e pé. Nos cálculos são desprezados os valores das
resistência dos sapatos, meias e da pele e tomado
como sendo igual a 1.000Ω .

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CIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTECIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTE
Circuito acidental equivalente usando o valor da
corrente tolerável do corpo humano e as constantes
apropriadas dos circuitos, é possível determinar a
voltagem tolerável entre qualquer dois pontos críticos
de contato. Essa voltagem deve produzir uma corrente
circulante no corpo menor que aquela máxima tolerável
pelo corpo humano.
kA II <

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CIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DECIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DE
PASSO EQUIVALENTEPASSO EQUIVALENTE

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CIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DECIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DE
TOQUE EQUIVALENTETOQUE EQUIVALENTE

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Condições de contorno:
•Resistência de contato das mãos =0
•Resistência de contato pé solo
Resistência mútua entre pés
( )1
4
XF
b
Rpé
ρ
=
( )2
2
XF
d
R
pés
pé
π
ρ
=

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( ) ( )XKxXF ,

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Alguns autores sugerem b=0,08m para eliminar o termo de
resistência mútua e o somatório infinito. Essa substituição conduz a:
spéR ρ3=
L=6m
16cm
Área=200cm²
A
L
R s
pé
×
=
ρ
s
s
péR ρ
ρ
3
200
600
=
×
=

FIBRILAÇÃO VENTRICULARFIBRILAÇÃO VENTRICULAR

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
O choque elétrico é a perturbação de natureza e efeitos
diversos que se manifesta no organismo humano quando
este é percorrido por uma corrente elétrica. Os efeitos das
perturbações variam e dependem de vários fatores como:
Percurso da corrente elétrica pelo corpo;
Intensidade da corrente elétrica;
Tempo de duração do choque elétrico;
Espécie da corrente elétrica;
Freqüência da corrente elétrica;
Tensão elétrica;
Estado de umidade da pele;
Condições orgânicas do indivíduo.

As perturbações no indivíduo, manifestam-se por:
Inibição dos centros nervosos, inclusive dos que comandam a
respiração produzindo PARADA RESPIRATÓRIA;
Alteração no ritmo cardíaco, podendo produzir FIBRILAÇÃO
VENTRICULAR e uma conseqüente PARADA CARDÍACA;
Queimaduras profundas, produzindo NECROSE do tecido;
Alterações no sangue provocadas por efeitos térmicos e
eletrolíticos da corrente elétrica.
Se o choque elétrico for devido ao contato direto com a tensão da
rede, todas as manifestações podem ocorrer. Para os choques
elétricos devidos à tensão de toque e passo impostas pelo sistema
de aterramento durante o defeito na rede elétrica, a manifestação
mais importante a ser considerada é a FIBRILACÃO
VENTRICULAR DO CORAÇÃO.

FUNCIONAMENTOFUNCIONAMENTO
MECÂNICO DO CORAÇÃOMECÂNICO DO CORAÇÃO

FUNCIONAMENTO ELÉTRICOFUNCIONAMENTO ELÉTRICO
DO CORAÇÃODO CORAÇÃO

FIBRILAÇÃO VENTRICULARFIBRILAÇÃO VENTRICULAR
DO CORAÇÃODO CORAÇÃO
A fibrilação ventricular é o estado de
tremulação (vibração) irregular e desritmada
das paredes dos ventrículos, com perda total da
eficiência do bombeamento do sangue.

INFLUÊNCIA DO VALOR DAINFLUÊNCIA DO VALOR DA
CORRENTE ELÉTRICACORRENTE ELÉTRICA
Curva de segurança com
probabilidade de 0,5% de
fibrilação ventricular.

INFLUÊNCIA DA CORRENTE ELÉTRICA
I (m A)
C.A. C.C. REAÇÃO
FISIOLÓGICA
CONSEQUÊNCIA SALVAMENTO
RESULTADO
FINAL
MAIS PROVAVEL
Até 25 Até 80
1 mA (C.A) - limiar da
sensação/sensação de
formigamento
5-15mA (C.A)
contração muscular
15-25 mA (C.A)
contração violenta;
impossibilidade de
soltar o objeto e
problemas
respiratórios
Se a corrente for
próxima de 25mA
pode haver asfixia e
consequente morte
aparente
Respiração
Artificial
Restabelecimento
25-80 80-300
Sensação insuportável
Contrações violentas
Asfixia
Morte aparente Respiração
Artificial
Restabelecimento
>80 >300
Asfixia imediata
Fibrilação ventricular
Alterações musculares
Queimaduras
Morte aparente • Respiração
Artificial
• Massagem
Cardiaca
Caso levado ao
hospital e feito a
desfibrilação -
restabelecimento
Corrente da
ordem de
amperes
Queimaduras (efeito
térmico)
Necrose dos tecidos
Fibrilação ventricular
Asfixia imediata
Danos posteriores
resultado do produto
da eletrólise
Morte aparente
Dependendo da
extensão das
queimaduras, sequelas
e morte
• Respiração
Artificial
• Massagem
Cardiaca
• Tratamento
Hospitalar
Hospital
Desfibrilação
Recuperação difícil
Atrofia muscular
Outros danos

POTENCIAIS DE CHOQUEPOTENCIAIS DE CHOQUE

São as d.d.p´s a que ficam submetidas as pessoas
que eventualmente toque uma estrutura, ou caminhe
pelas proximidades durante uma falta.
POTENCIAL DE TOQUE É a d.d.p entre um
ponto situado ao alcance da mão de uma pessoa e
um ponto situado a 1m da base da estrutura.
POTENCIAL DE PASSO É a d.d.p que aparece
entre os dois pés de uma pessoa.

POTENCIAL DE TOQUEPOTENCIAL DE TOQUE
k
c
chtoque I
R
RV ×⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+=
2
( ) kstoque IV ×+= ρ5,1000.1

POTENCIAL DE PASSOPOTENCIAL DE PASSO
( ) kcchpasso IRRV ×+= 2
( ) kspasso IV ×+= ρ6000.1

CORREÇÃO DOS POTENCIASCORREÇÃO DOS POTENCIAS
DEVIDO A COLOCAÇÃO DEDEVIDO A COLOCAÇÃO DE
BRITA NA SUPERFICIEBRITA NA SUPERFICIE
( )( )
t
KhCV sss
116,0
,5,1000.1máximotoque ×+= ρ
( )( )
t
KhCV sss
116,0
,6000.1máximotoque ×+= ρ
( )
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
+= ∑
∞
=1
2
08,0
21
21
96,0
1
,
n
s
n
ss
h
n
K
KhC
sa
sa
K
ρρ
ρρ
+
−
=

( )ss hKxC ,

ATERRAMENTO ELÉTRICO
FRANCISCO ANDRÉ DE OLIVEIRA NETO
PETROBRAS JUNHO/2003

ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
•Primeira letra: situação da alimentação
em relação a terra
T – um ponto diretamente aterrado;
I – isolação de todas as partes vivas em relação à
terra ou aterramento de um ponto através de uma
impedância

•Segunda letra: situação das massas em
relação à terra
T – massas diretamente aterradas,
independentemente do aterramento eventual de um
ponto de alimentação;
N – massas ligadas diretamente ao ponto de
alimentação aterrado

•Outras letras: disposição do condutor
neutro e do condutor de proteção
S – função de neutro e de proteção asseguradas por
condutores distintos;
C – funções de neutro e de proteção combinadas
em um único condutor (PEN)

SISTEMA TN-S
S
pfn
C
Z
RV
V
×
=
coch
C
ch
RR
V
I
+
=
fnatS VIZ ≤×
lfn
l
co
te
VV
V
R
R
−
≤

SISTEMA TT
am
te
lc
fn
R
R
V
V
+=1

PRESCRIÇÕES GERAIS DO
ATERRAMENTO
a) As massas simultaneamente acessíveis devem ser ligada à mesma
rede do aterramento, individualmente, por grupo ou coletivamente.
b) Em cada edificação, deve existir uma ligação equipotencial principal,
reunindo os seguintes elementos:
• Condutor de proteção principal
• Condutor de aterramento principal ou terminal de aterramento
principal
• Canalizações metálicas de água, gás e outras utilidades
• Colunas ascendentes de sistemas de aquecimento central ou de
condicionamento de ar
• Elementos metálicos da construção e outras estruturas metálicas
• Eletrodo de aterramento do sistema de proteção contra descarga
atmosféricas e eletrodo de aterramento da antena externa de
televisão.

ATERRAMENTO
c) Quando os elementos anteriormente mencionados originarem-se do
exterior da edificação, a sua conexão equipotencial principal deve ser
efetuada o mais próximo possível do ponto em que penetrem na
edificação;
d) Todo condutor isolado, cabo multipolar, ou veia de cabo multipolar
utilizado como condutor neutro, proteção (PE) ou (PEN) deve ser
identificado conforme essa função;

ATERRAMENTO

MEDIDAS DE POTENCIALMEDIDAS DE POTENCIAL

MEDIDAS DE POTENCIALMEDIDAS DE POTENCIAL
Utilizam-se 2 placas de cobre ou aluminio, com
superfícies bem polidas, de dimensões 10x20cm e
com terminal próprio para a interligação do
voltímetro para simular a área de contato do pé
humano.
Deve ser utilizado voltímetro de alta sensibilidade
(alta impedância) e intercalar entre os pontos de
medição uma resistência com valor de 1.000Ω
Deve-se efetuar as medidas em todos os quadrantes
do solo, com relação a extrutura.

POTENCIAL DE TOQUEPOTENCIAL DE TOQUE

POTENCIAL DE PASSOPOTENCIAL DE PASSO

EXTRAPOLAÇÃO DASEXTRAPOLAÇÃO DAS
MEDIDASMEDIDAS

MEDIDA DAMEDIDA DA
RESISTIVIDADE DO SOLORESISTIVIDADE DO SOLO

Numericamente é igual a resistência de um cubo de
1m de aresta, ver NBR-7117.
ρρ =⇔= R
A
l
R
Vários fatores devem ser levados em consideração quando se
estudar o comportamento elétrico do solo.
Intensidade
Temperatura
Umidade
Quantidade de sais dissolvidos

Existem várias tabelas na literatura que mostram as
faixas de variação da resistividade do solo.
Entretanto são apenas estimativas grosseiras, a
medição da resistividade no local é imperativa.
O solo não pode ser considerado uniforme pois a
variação de resistividade lateral e vertical é bastante
acentuada.

TÉCNICAS DE MEDIÇÃOTÉCNICAS DE MEDIÇÃO
(WENNER)
Crava-se no solo 4 hastes
alinhadas e espaçadas
uniformemente.
(SHLUMBERGER)
Crava-se no solo 4 hastes
alinhadas e espaçadas
uniformemente.
aRπρ 2=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+= 1
b
a
aRπρ

MEDIDA DA RESISTÊNCIAMEDIDA DA RESISTÊNCIA
DE ATERRAMENTODE ATERRAMENTO

RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO
É a oposição a passagem da corrente elétrica que
circula pelo aterramento.
I
E
R =
Principais cuidados durante a medição do aterramento
Instrumento aferido
Eletrodos isentos de gordura e alinhados
Verificar possíveis interferências
Desconectar ou desligar todos os equipamentos

CURVA DE POTENCIALCURVA DE POTENCIAL
TENSÃO x DISTÂNCIA
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
55%
60%
65%
70%
75%
80%
85%
90%
95%
100%
Distância (m)
Tensão(V)

Máxima dimensão
aterrada do sistema a
ser medido
(metros)
Distância da estaca
de potencial medida
desde o centro do
sistema (metros)
Distância da estaca
de corrente medida
desde o centro do
sistema (metros)
0,5 11,4 19,4
1 16,3 27
1,5 20,1 33
2 23,3 38
2,5 26,1 42,5
3 28,6 46,5
4 33,2 53,8
5 37 60
6 41 66
7 44 71
8 47 76
9 50 81
10 53 85
15 65 105
20 76 120
30 94 149
40 109 172
50 122 193
60 135 212
70 146 230
80 157 246
90 167 262
100 178 279

MÉTODO DA INTERSEÇÃO DAS CURVAS
O
X
d i
dv
Ponto arbitrário
de medição
( )d X d Xv i= + × −0 6 1 8,

MÉTODO DA INCLINAÇÃO
DA CURVAS MÉTODO DOS TRÊS
POTENCIAIS
µ =
−
−
R R
R R
3 2
2 1
332211 kRkRkRRc ×+×+×=
K1K2K3K1K2K3
K 1 K 2 K 3
T A G G -1 ,3 3 5 0 3 ,0 4 0 7 -0 ,7 0 5 7
R O M A N O 0 ,1 6 6 7 0 ,6 8 0 9 0 ,1 5

DIMENSIONAMENTO DEDIMENSIONAMENTO DE
CONDUTORES DOSCONDUTORES DOS
SISTEMAS DESISTEMAS DE
ATERRAMENTOSATERRAMENTOS

DIMENSIONAMENTO DE
CONDUTORES DE ATERRAMENTO
As empresas concessionárias de energia elétrica
têm por prática padronizar as seções dos cabos de
aterramento elétrico. Várias empresas adotam o
condutor de 2AWG ou 25mm² como valor mínimo.
No entanto cabos de seções menores podem ser
utilizados sem prejuízo da confiabilidade do
aterramento.
Só para termos um idéia, a PETROBRAS,
padroniza como seção mínima o cabo de cobre de
70mm²

DIMENSIONAMENTO DE
A corrente de falta escoada para a terra pode
ser obtida simplificadamente por:
ars
n
cc
RZ
V
I
+
=
O dimensionamento da seção do condutor de
aterramento pode ser feita utilzando-se a
expressão abaixo:
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
+−
∆
+×××
×××
=
i
r
cK
Ft
IS
θ
α
θ
γ
αρ
20
1
1ln
20

DIMENSIONAMENTO DE
Para sistemas sujeitos a
vários religamentos, devem
ser calculados as diversas
elevações de temperatura e
respectivos resfriamentos
para cada ciclo até chegar a
temperatura final

DIMENSIONAMENTO DE
iθ 1θ
2θ 3θ
4θ
Material Temp.
máxima
admissível
Bitola
crítica
Aço 400 6 AWG 40 81,5 76,3 124 112,5
Cobre 800 6 AWG 40 146,8 134,4 276,9 248,9
Aço-cobre 30% 800 4 AWG 40 91,9 88,2 149 141
Aço-cobre 40% 800 6 AWG 40 189,6 172,2 391,6 349,5

DIMENSIONAMENTO DE
5θ 6θ fθ
Conclusão
164,6 148,8 206,2 Aceitável com boa margem de segurança
437,6 386,7 624,4 Aceitável com boa margem de segurança
211,5 198,9 280 Aceitável com boa margem de segurança
662,6 582,9 1018,8 Não aceitável (amolece)

DIMENSIONAMENTO DE
CONSIDERAÇÕES SOBRE AS CONEXÕES
As conexões cabo-cabo, cabo-haste fazem parte integrante do sistema de
aterramento e deverão suportar as correntes de falta durante os tempos considerados sem ter
alterado suas características mecânicas ou elétricas.
Deverão ainda apresentar resistência elétrica própria e resistência elétrica de
contato desprezível, visando minimizar o efeito Joule.
Na norma IEEE-80, consideram-se as conexões exotérmicas como "só cabos",
tendo em vista seu desempenho nos ensaios efetuados. Ou seja, um sistema de aterramento
onde se utilizam conexões, exotérmicas pode ser considerado como se os cabos e eletrodos
utilizados fossem contínuos. Assim sendo, o dimensionamento apresentado para os
condutores não depende das conexões, entre os elementos constituintes do sistema de
aterramento. .

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