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Curso de aterramento elétrico

O documento apresenta um resumo sobre um curso de aterramento elétrico ministrado para técnicos de nível médio. O curso aborda temas como choque elétrico, avaliação das correntes perigosas para a vida humana, sistemas de aterramento e medidas de proteção contra choques. O programa é dividido em três módulos que incluem aulas expositivas e práticas sobre medição de aterramento.

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28/1/2005 1 ATERRAMENTO ELÉTRICOATERRAMENTO ELÉTRICO Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
28/1/2005 2 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.
28/1/2005 3 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
28/1/2005 4 ProgramaçãoProgramação MÓDULO 2: Medidas de potencial Procedimento para medição da resistividade do solo Procedimento para medição da resistência de aterramento Aplicações práticas Tempo previsto: 1 1/4 dias 10 e 11/06/2003
28/1/2005 5 ProgramaçãoProgramação 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 Aplicações práticas Tempo previsto: 1 dias 12/06/2003
28/1/2005 6 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
28/1/2005 1 ATERRAMENTO ELÉTRICOATERRAMENTO ELÉTRICO Francisco André de Oliveira Neto O CHOQUE ELÉTRICO PETROBRÁS – JUNHO/2003
28/1/2005 2 CHOQUE ELÉTRICOCHOQUE ELÉTRICO Mão - mão Mão-pé Pé-pé Tórax-membros
28/1/2005 3 CHOQUE ELÉTRICOCHOQUE ELÉTRICO Mão - mão
28/1/2005 4 CHOQUE ELÉTRICOCHOQUE ELÉTRICO Mão - pé
28/1/2005 5 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
28/1/2005 6 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) .
28/1/2005 7 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)
28/1/2005 8 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
28/1/2005 9 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA EFEITOS DA CORRENTE ELÉTRICA Térmico Químico
28/1/2005 10 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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.
28/1/2005 11 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
28/1/2005 12 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
28/1/2005 13 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
28/1/2005 14 Conclusão das pesquisasConclusão das pesquisas parâmetros importantes do choqueparâmetros importantes do choque Intensidade da corrente Duração Percurso Frequência Taxa de crescimento
28/1/2005 15 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Influência da intensidade da corrente no corpo humano Choque em 220V A6 1000 6000 ==kI Choque em 6000V mAIk 220 1000 220 ==
28/1/2005 16 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
28/1/2005 17 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Influência do tempo de atuação da corrente no corpo humano tIQ ×= tRIW ××= 2
28/1/2005 18 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
28/1/2005 19 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
28/1/2005 20 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
28/1/2005 21 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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.”
28/1/2005 22 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Limite da corrente permissível no corpo humano 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 == ==
28/1/2005 23 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Limite da corrente permissível no corpo humano “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.”
28/1/2005 24 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Limite da corrente permissível no corpo humano
28/1/2005 25 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 .
28/1/2005 26 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 <
28/1/2005 27 CIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DECIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DE PASSO EQUIVALENTEPASSO EQUIVALENTE
28/1/2005 28 CIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DECIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DE TOQUE EQUIVALENTETOQUE EQUIVALENTE
28/1/2005 29 CIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTECIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTE 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 =
28/1/2005 30 CIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTECIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTE ( ) ( )XKxXF ,
28/1/2005 31 CIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTECIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTE 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 = × =
28/1/2005 32 FIMFIM
FIBRILAÇÃO VENTRICULARFIBRILAÇÃO VENTRICULAR Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
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.
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO 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
FIM
POTENCIAIS DE CHOQUEPOTENCIAIS DE CHOQUE Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO 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 + − =
CIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTECIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTE ( )ss hKxC ,
FIMFIM
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
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO •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
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO •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
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 TN-S
SISTEMA TN-C
SISTEMA TN-C-S
SISTEMA TT am te lc fn R R V V +=1
SISTEMA IT lfam VIR ≤×
SISTEMA IT
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.
PRESCRIÇÕES GERAIS DO 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;
PRESCRIÇÕES GERAIS DO ATERRAMENTO
FIM
MEDIDAS DE POTENCIALMEDIDAS DE POTENCIAL Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
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
FIM
MEDIDA DAMEDIDA DA RESISTIVIDADE DO SOLORESISTIVIDADE DO SOLO Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
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
RESISTIVIDADE DO SOLORESISTIVIDADE DO SOLO 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
FIM
MEDIDA DA RESISTÊNCIAMEDIDA DA RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTODE ATERRAMENTO Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
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)
TÉCNICAS DE MEDIÇÃOTÉCNICAS DE MEDIÇÃO
TÉCNICAS DE MEDIÇÃOTÉCNICAS DE MEDIÇÃO 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
TÉCNICAS DE MEDIÇÃOTÉCNICAS DE MEDIÇÃO MÉTODO DA INTERSEÇÃO DAS CURVAS O X d i dv Ponto arbitrário de medição ( )d X d Xv i= + × −0 6 1 8,
TÉCNICAS DE MEDIÇÃOTÉCNICAS DE MEDIÇÃO 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
FIM
DIMENSIONAMENTO DEDIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES DOSCONDUTORES DOS SISTEMAS DESISTEMAS DE ATERRAMENTOSATERRAMENTOS Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
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 CONDUTORES DE ATERRAMENTO 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 CONDUTORES DE ATERRAMENTO 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 CONDUTORES DE ATERRAMENTO 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 CONDUTORES DE ATERRAMENTO 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 CONDUTORES DE ATERRAMENTO 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. .
FIM

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Curso de aterramento elétrico

  • 1.
    28/1/2005 1 ATERRAMENTO ELÉTRICOATERRAMENTO ELÉTRICO FranciscoAndré de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
  • 2.
    28/1/2005 2 IntroduçãoIntrodução Aterramento elétrico éum 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.
  • 3.
    28/1/2005 3 ProgramaçãoProgramação MÓDULO 1: Choque elétricoe 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
  • 4.
    28/1/2005 4 ProgramaçãoProgramação MÓDULO 2: Medidas depotencial Procedimento para medição da resistividade do solo Procedimento para medição da resistência de aterramento Aplicações práticas Tempo previsto: 1 1/4 dias 10 e 11/06/2003
  • 5.
    28/1/2005 5 ProgramaçãoProgramação MÓDULO 3: Dimensionamento decondutores 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 Aplicações práticas Tempo previsto: 1 dias 12/06/2003
  • 6.
    28/1/2005 6 IndagaçõesIndagações Qual a importânciado 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
  • 7.
    28/1/2005 1 ATERRAMENTO ELÉTRICOATERRAMENTO ELÉTRICO FranciscoAndré de Oliveira Neto O CHOQUE ELÉTRICO PETROBRÁS – JUNHO/2003
  • 8.
    28/1/2005 2 CHOQUE ELÉTRICOCHOQUE ELÉTRICO Mão- mão Mão-pé Pé-pé Tórax-membros
  • 9.
  • 10.
  • 11.
    28/1/2005 5 Proteção Contra ChoquesElétricos (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
  • 12.
    28/1/2005 6 Dispositivo “DR”Dispositivo “DR” Sãodispositivos 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) .
  • 13.
    28/1/2005 7 Dispositivo “DR”Dispositivo “DR” IDEALIDEALIDR = 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)
  • 14.
    28/1/2005 8 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS 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
  • 15.
    28/1/2005 9 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA EFEITOS DA CORRENTE ELÉTRICA Térmico Químico
  • 16.
    28/1/2005 10 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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.
  • 17.
    28/1/2005 11 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
  • 18.
    28/1/2005 12 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
  • 19.
    28/1/2005 13 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
  • 20.
    28/1/2005 14 Conclusão das pesquisasConclusãodas pesquisas parâmetros importantes do choqueparâmetros importantes do choque Intensidade da corrente Duração Percurso Frequência Taxa de crescimento
  • 21.
    28/1/2005 15 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Influência da intensidade da corrente no corpo humano Choque em 220V A6 1000 6000 ==kI Choque em 6000V mAIk 220 1000 220 ==
  • 22.
    28/1/2005 16 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
  • 23.
    28/1/2005 17 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Influência do tempo de atuação da corrente no corpo humano tIQ ×= tRIW ××= 2
  • 24.
    28/1/2005 18 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
  • 25.
    28/1/2005 19 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
  • 26.
    28/1/2005 20 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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
  • 27.
    28/1/2005 21 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA 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.”
  • 28.
    28/1/2005 22 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Limite da corrente permissível no corpo humano 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 == ==
  • 29.
    28/1/2005 23 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Limite da corrente permissível no corpo humano “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.”
  • 30.
    28/1/2005 24 AVALIAÇÃO DAS CORRENTESAVALIAÇÃODAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANAPERIGOSAS À VIDA HUMANA Limite da corrente permissível no corpo humano
  • 31.
    28/1/2005 25 CIRCUITO DE TERRAACIDENTALCIRCUITO 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 .
  • 32.
    28/1/2005 26 CIRCUITO DE TERRAEQUIVALENTECIRCUITO 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 <
  • 33.
    28/1/2005 27 CIRCUITO ACIDENTAL DETENSÃO DECIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DE PASSO EQUIVALENTEPASSO EQUIVALENTE
  • 34.
    28/1/2005 28 CIRCUITO ACIDENTAL DETENSÃO DECIRCUITO ACIDENTAL DE TENSÃO DE TOQUE EQUIVALENTETOQUE EQUIVALENTE
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    28/1/2005 29 CIRCUITO DE TERRAEQUIVALENTECIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTE 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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    28/1/2005 30 CIRCUITO DE TERRAEQUIVALENTECIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTE ( ) ( )XKxXF ,
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    28/1/2005 31 CIRCUITO DE TERRAEQUIVALENTECIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTE 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 = × =
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    FIBRILAÇÃO VENTRICULARFIBRILAÇÃO VENTRICULAR FranciscoAndré de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
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    INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO O choque elétricoé 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.
  • 41.
    INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO As perturbações noindivíduo, 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.
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    FIBRILAÇÃO VENTRICULARFIBRILAÇÃO VENTRICULAR DOCORAÇÃODO 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.
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    INFLUÊNCIA DO VALORDAINFLUÊNCIA DO VALOR DA CORRENTE ELÉTRICACORRENTE ELÉTRICA Curva de segurança com probabilidade de 0,5% de fibrilação ventricular.
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    INFLUÊNCIA DA CORRENTEELÉTRICA 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
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    POTENCIAIS DE CHOQUEPOTENCIAISDE CHOQUE Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
  • 49.
    INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO São as d.d.p´sa 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.
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    POTENCIAL DE TOQUEPOTENCIALDE TOQUE k c chtoque I R RV ×⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ += 2 ( ) kstoque IV ×+= ρ5,1000.1
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    POTENCIAL DE PASSOPOTENCIALDE PASSO ( ) kcchpasso IRRV ×+= 2 ( ) kspasso IV ×+= ρ6000.1
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    CORREÇÃO DOS POTENCIASCORREÇÃODOS 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 + − =
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    CIRCUITO DE TERRAEQUIVALENTECIRCUITO DE TERRA EQUIVALENTE ( )ss hKxC ,
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    ATERRAMENTO ELÉTRICO FRANCISCO ANDRÉDE OLIVEIRA NETO PETROBRAS JUNHO/2003
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    ESQUEMAS DE ATERRAMENTO •Primeiraletra: 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
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    ESQUEMAS DE ATERRAMENTO •Segundaletra: 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
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    ESQUEMAS DE ATERRAMENTO •Outrasletras: 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)
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    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.
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    PRESCRIÇÕES GERAIS DO 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;
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    MEDIDAS DE POTENCIALMEDIDASDE POTENCIAL Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
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    MEDIDAS DE POTENCIALMEDIDASDE 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.
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    MEDIDA DAMEDIDA DA RESISTIVIDADEDO SOLORESISTIVIDADE DO SOLO Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
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    RESISTIVIDADE DO SOLORESISTIVIDADEDO 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
  • 79.
    RESISTIVIDADE DO SOLORESISTIVIDADEDO SOLO 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.
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    TÉCNICAS DE MEDIÇÃOTÉCNICASDE 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
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    MEDIDA DA RESISTÊNCIAMEDIDADA RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTODE ATERRAMENTO Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
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    RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO Éa 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
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    CURVA DE POTENCIALCURVADE 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)
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    TÉCNICAS DE MEDIÇÃOTÉCNICASDE MEDIÇÃO 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
  • 87.
    TÉCNICAS DE MEDIÇÃOTÉCNICASDE MEDIÇÃO MÉTODO DA INTERSEÇÃO DAS CURVAS O X d i dv Ponto arbitrário de medição ( )d X d Xv i= + × −0 6 1 8,
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    TÉCNICAS DE MEDIÇÃOTÉCNICASDE MEDIÇÃO 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
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    DIMENSIONAMENTO DEDIMENSIONAMENTO DE CONDUTORESDOSCONDUTORES DOS SISTEMAS DESISTEMAS DE ATERRAMENTOSATERRAMENTOS Francisco André de Oliveira Neto PETROBRÁS – JUNHO/2003
  • 91.
    DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES DEATERRAMENTO 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
  • 92.
    DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES DEATERRAMENTO 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
  • 93.
    DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES DEATERRAMENTO 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
  • 94.
    DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES DEATERRAMENTO 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
  • 95.
    DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES DEATERRAMENTO 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)
  • 96.
    DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES DEATERRAMENTO 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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