Bruno César Ferreira Lopes

Lucas Soares TeixeiraThiago André Resende

Vieira

Trabalho de Conclusão de CursoInstituto Unificado de Ensino Superior

Orientador: Fabrício Luís Silva

13/04/23

IntroduçãoFundamentos sobre aterramentoProcedimentos de aterramento de uma subestaçãoDimensionamento do aterramentoConclusão

13/04/23

Conteúdo

2

Dimensionar um sistema de aterramento para uma UTE que esteja dentro dos parâmetros aceitáveis.

13/04/23

Introdução

Objetivo

Justificativa Proteção dos equipamentos e segurança das pessoas.

Calcular uma malha de aterramento garantindo continuidade no sistema elétrico e segurança das pessoas.

3

2011

13/04/23

Fundamentos sobre aterramento

Os principais objetivos do aterramento são:

-Proporcionar uma superfície equipotencial no solo onde estão colocados os componentes da instalação elétrica e onde as pessoas estão pisando;

-Segurança das pessoas;-Proteção de equipamentos ;-Caminho de baixa impedância e/ou potencial de

referencia;-Escoamento de cargas estáticas;

5

Eletrodo de aterramentoConceito

Eletrodo de aterramento – Malha de aterramento

Tipos de Eletrodos:

Eletrodo Natural e Eletrodo Convencional

13/04/23 6

Gradientes de potencial associados a malha de terra

Distribuição de potencial no interior de uma malha

Linhas de equipotencial um uma malha de aterramento13/04/23 7

13/04/23

Gradientes de potencial associados a malha de terra

Quanto maior for a malha básica maior será a elevação de potencial no interior da malha, de forma qualitativa a figura mostra a variação de potencial em relação dimensão da malha básica..

8

Estratificação do solo

Conceito

Utiliza a estratificação é utilizada para determinação do tipo do solo e se o mesmo precisa ser tratado

13/04/23

Método utilizado

Foi utilizado o método de duas camadas.

9

Resistividade do solo

Para que calcular a resistividade do solo?

13/04/23

Método utilizado

Foi utilizado o método Wenner

Formula da resistividade do solo

10

Método WennerDesenvolvido pelo Dr. Frank Wenner em 1915

13/04/23

Esquema de ligação Configuração do método

11

2011

Introdução

• Etapas envolvidas no projeto;

•Fatores condicionantes do projeto;

• Segurança de pessoas;

• Resistência de aterramento;

• Método megger.

13/04/23 13

Etapas do projeto

• Passo 1: Entrada dos dados básicos de projeto;

• Passo 2: Definição das tensões de passo, toque e corrente máxima

suportável pelo ser humano;

• Passo 3: Arranjo dos condutores da malha

• Passo 4: Comparar os valores de tensão de passo e de toque com os

definidos no Passo 2;

• Passo 5: Revisar o projeto da malha de aterramento.

13/04/23 14

Fatores condicionantes de projeto

Promover meios para que o sistema funcione conforme projetado;

Segurança de pessoas.

13/04/23 15

Faixa de corrente tolerável pelo corpo humano

Efeito da Amplitude e da duração:

A abaixo mostra o efeito da corrente em pessoas com massa corpórea ≥ 50,0kg

13/04/23 16

Efeito da frequência

• Efeito da corrente contínua;

• Efeito de correntes de frequência elevada.

13/04/23 17

Tensão de toque e tensão de passo

Dentre as definições dos potenciais que determinam a segurança de um aterramento, foram consideradas:

Tensão de Passo;

Tensão de Toque;

13/04/23 18

Efeitos da corrente elétrica no corpo humano

Varia de um autor para o outro, mas na prática os limites se baseiam conforme tabela abaixo:

EFEITO FISIOLÓGICOCorrente (mA)

Homem Mulher

Ausência da sensação das mãos. 1,2 0,6

Nível limiar de percepção. 5,2 3,5

Choque desconfortável, mas não doloroso; controle muscular mantido. 9 6

Choque doloroso, para 99,5% das pessoas testadas, mas ainda com controle muscular mantido.

62 41

13/04/23 19

Resistência de aterramento

Condutor de corrente;

Dispersão da corrente;

Características do solo.

13/04/23 20

Medição da resistência de aterramento

O que é necessário para efetuar uma mediação?

- Simplesmente a obtenção de um circuito elétrico.

- A medição é efetuada em vários pontos (por posição)

13/04/23 21

Método do megger

13/04/23 22

2011

Medição da resistividade do solo

Terrômetro digital MTD-20kweTemperatura de operação de -10 °c a 50 °cPrincipais aplicações

Terrômetro digital 13/04/23 24

Procedimento

Eletrodo enterrado no solo13/04/23 25

Medição da resistividade do solo

Resistividade - (Ω)(m) A B C D

2 879,65 919,86 919,86 875,88

4 753,98 1.004,05 1.004,05 917,35

8 854,51 1.447,65 1.447,65 1.221,45 16 1.213,41 1.146,05 1.146,05 1.065,63

13/04/23 26

Desvio relativo

Desvio relativo a média - (Ω)(m) A B C D

2 1,82% 6,47% -9,67% 1,38%

4 -17,07% 10,44% 5,74% 0,90%

8 -19,53% 36,33% -31,83% 15,03%

16 7,46% 1,49% -3,32% 5,63%

13/04/23 27

Corrente de curto-circuito

Icft Corrente de curto-circuito fase-terra MÁXIMA 77.007,00A

Icft Corrente de curto-circuito fase-terra MÍNIMA 348,07ATf Tempo de duração da falha em segundos 0,5 seg.

13/04/23 28

Diagrama das impedâncias do sistema

13/04/23 29

Seção mínima do cabo da malha de aterramento

Condutor deve ser determinada em função da corrente de curto-circuito.

Beta = 0,81 – para fios ou cabos com condutividade de 30%

13/04/23 30

Verificação da tensão de passo

Tensão máxima de passo (Epa):

3.133,90 (V).

Tensão de passo existente na periferia da malha (Eper):

39,38 (V).

Se a tensão máxima de passo for maior que a tensão de existente na periferia da malha, condição satisfeita.

13/04/23 31

Verificação da tensão de toque

Tensão máxima de toque (Etm):

902,27 (V).

Tensão de toque existente (Ete):

57,22 (V).

Se a tensão máxima de toque for maior que a tensão de toque existente, condição satisfeita.

13/04/23 32

Verificação das correntesCorrente máxima de choque (Ich):

164,05 (mA).

Corrente de choque existente devido à tensão de passos sem brita na periferia da malha (Ipmsb).

6,55 (mA).

Se a corrente de choque existente for menor que a corrente máxima de choque, condição satisfeita.

13/04/23 33

Verificação das correntes

Corrente de choque existente na periferia da malha devido à tensão de passo, com camada de brita (Ipmcb):

1,64 (mA).

Se a corrente de choque existente for menor que a corrente máxima de choque, condição satisfeita.

13/04/23 34

Verificação das correntes

Corrente de choque devido à tensão de toque existente, sem brita (Ipmsb):

25,40

(mA).

Se a corrente de choque , devido a tensão de toque existente, for menor que a corrente máxima de choque, condição satisfeita.

13/04/23 35

Verificação das correntes

Corrente de choque devido à tensão de toque existente, com brita(Ipmcb):

8,47

(mA).

Se a corrente de choque , devido a tensão de toque existente, for menor que a corrente máxima de choque, condição satisfeita.

13/04/23 36

Resistência da malha

Condição de Rmc ≤ 5Ω (para tensões acima de 69 kV) (Rmc):

4,46 (Ω).

Obs.: Resistência da malha calculada foi de 4,44 Ω, e a média das resistências medida na SE foi de 4,3 Ω.

13/04/23 37

Resistência da malha

Resistência Total da Malha (Rtm): => O valor que representa as

resistências combinadas das hastes de terra:

4,44 (Ω).

13/04/23 38

Tipo de conexão utilizada

Molde é o cadinho, para cabo de cobre nu de seção 95mm².

Cadinho para conexão tipo (T)

13/04/23 39

Conexão exotérmica .

13/04/23

Conexão exotérmica tipo (X)Conexão exotérmica tipo (T)

40

Montagem da malha

Escolha do Terreno13/04/23 41

Montagem da malha

Conexão com solda Exotérmica13/04/23 42

De acordo com o nosso objetivo proposto, que era dimensionar a malha de aterramento da subestação da UTE Palmeiras e seguindo os métodos utilizados para tal fim, tivemos um excelente resultado.

13/04/23 43

13/04/23 44