1. Sistemas de Aterramento
Especialização em Engenharia da
Manutenção Industrial

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. Segurança

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. Resistêcia do Corpo Humano

Resistência entre as mãos




Secas: 5.000
Úmidas: 2.500
Molhadas: 1.000
Imersas na água: 500

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. Conceito de Resistência de Terra
a
R
R
a

8. Conceito de Resistência de Terra
a
R
R
a

9. Conceito de Resistência de Terra
a
R
R
a

10. Conceito de Resistência de Terra
a
R
R
a

11. Conceito de Resistência de Terra
a
R
R
a

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. 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. Tensão de Toque
Rb
Re/2
Rg1
Rg2

15. Tensão de Passo

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. Medida da Tensão de Passo [cont.]
V
2k
Tnesão (V)
1m
Distância (m)

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. Eletrodos de Aterramento

Naturais

Fabricados

Encapsulados
em concreto

Outros

20. Conexões aos Eletrodos

Dispositivos Mecânicos

Solda Exotérmica

Compressão

21. Corrosão  Eletrólise

22. Série Eletromotiva dos Metais
1 A
1 ano
1 Kg
AÇO
13 Kg
ZINCO
35 Kg
CHUMBO

23. Aterramento X Proteção

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. PCE  Esquema TT

Corrente pequena para acionar disjuntores
ou fusíveis... DRs são necessários

26. PCE  Esquema TN

27. PCE  Esquema IT

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. Sobretensões

30. Proteção de Equipamentos
Eletrônicos

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. 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. 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. 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. 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. PSE  Malha de Terra de Referência (MTR)
(1)

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. Interligação MTR com o Sistema de Força
É desejável a interligação
intencional à malha de
força para cumprimento
da condição de segurança
pessoal!!!

39. Componentes Metálicos

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. 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. Resistência de Aterramento


Com a equipontencialidade garantida, a
resistência de aterramento deixa de ser o
fator mais importante
NBR5519  < 10

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. 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. 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. 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. Considerações Finais

Melhoria do aterramento




Maior profundidade
Eletrodos auxiliares em paralelo
Tratamento químico
Manutenção


Periodicamente verificar conexões
Cabos seccionados