UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE
SEGURANÇA DO TRABALHO
FELIX SÁVIO MICHELS
JONES ALLEN GRESSLER DE OLIVEIRA
ATERRAMENTO TEMPORÁRIO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA
CRICIUMA, ABRIL DE 2007
1
FÉLIX SÁVIO MICHELS
JONES ALLEN GRESSLER DE OLIVEIRA
ATERRAMENTO TEMPORÁRIO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA
Monografia apresentada à Diretoria de PósGraduação da Universidade do Extremo Sul
Catarinense- UNESC, para a obtenção do título
de especialista em Engenharia de Segurança
do Trabalho.
Orientador: Prof. MSc. Marcelo Webster
CRICIUMA, ABRIL DE 2007
2
FÉLIX SÁVIO MICHELS
JONES ALLEN GRESSLER DE OLIVEIRA
ATERRAMENTO TEMPORÁRIO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA
Criciúma, 27 de abril de 2007.
BANCA EXAMINADORA
______________________________________________________
Prof. MSc. Marcelo Webster - Orientador
________________________________________________
Prof. Ph.D. Hyppólito do Valle Pereira Filho
_______________________________________________
Prof. Dr. Waldemar Pacheco Jr.
3
AGRADECIMENTO
Agradecemos
ao
professores
que
proporcionaram a conclusão deste curso e em
especial a nosso orientador professor Marcelo
Webster.
4
“O teu êxito depende muitas vezes do êxito
das pessoas que te rodeiam”
(Benjamin Franklin)
5
RESUMO
Baseado no fato de que o aterramento temporário é o equipamento de proteção
mais utilizado pelas empresas de distribuição de energia elétrica que pode proteger
o trabalhador contra energização acidental de redes de distribuição de energia,
foram realizados testes em tensão de 8KV, em diversas condições de solo, para
comprovar a real eficiência do equipamento de proteção coletiva .
Palavras-chave: Aterramento Temporário. Choque Elétrico.
6
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Conjunto de aterramento e curtu-circuitamento temporário trifásico .....22
Figura 2 – Back Light em frente à CEJAMA ...........................................................26
Figura 3 – Diagrama Unifilar do Alimentador EMO 1 Jacinto Machado 13,8KV .....29
Figura 4 – Curva do Elo fusível tipo K ....................................................................29
Figura 5 – Instalação do aterramento temporário ...................................................31
Figura 6 – Instalação do sensor de tensão limite em poste de madeira .................32
Figura 7 – Instalação do sensor de tensão limite em poste de concreto ................32
Figura 8 – Aterramento temporário instalado com o grampo de neutro conectado a
rede ........................................................................................................................33
Figura 9 - Esquema do procedimento 1..................................................................33
Figura 10 – Posicionamento da escada para fechamento da chave fusível ...........34
Figura 11 - Esquema do procedimento 2................................................................35
Figura 12 – Conjunto de aterramento temporário utilizado.....................................36
Figura 13 - Esquema do procedimento 3................................................................36
Figura 14 – Sinais de fusão dos metais do cartucho da chave fusível devido a
corrente de curto ....................................................................................................37
Figura 15 - Esquema do procedimento 4................................................................37
Figura 16 – Terrômetro...........................................................................................38
Figura 17 – Detector de tensão ..............................................................................39
Figura 18 – Esquema de ligação do aterramento temporário.................................40
Figura 19 – Curva tensão x vida útil da lâmpada....................................................41
Figura 20 – Lâmpada Utilizada como sensor (5007) ..............................................42
Figura 21 – Elo fusível ............................................................................................42
Figura 22 – Sensor queimado – escurecimento do bulbo.......................................47
Figura 23 – Sensor instalado na base do poste de concreto..................................47
7
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Intensidade da corrente no corpo humano ...........................................20
Tabela 2 - Planilha do procedimento 1 ...................................................................43
Tabela 3 - Planilha do procedimento 2 ...................................................................43
Tabela 4 - Planilha do procedimento 3 ...................................................................44
Tabela 5 - Planilha do procedimento 4 ...................................................................44
8
SUMÁRIO
1 BASE DA PESQUISA .........................................................................................10
1.1 Introdução .......................................................................................................10
1.2 Tema ................................................................................................................11
1.3 Fenômeno .......................................................................................................11
1.4 Problemática ...................................................................................................11
1.5 Objetivos .........................................................................................................11
1.5.1 Objetivo geral...............................................................................................11
1.5.2 Objetivo específico......................................................................................12
1.6 Identificação das variáveis ............................................................................12
1.7 Metodologia ....................................................................................................12
1.7.1 Bases filosóficas .........................................................................................12
1.8 Caracterização da pesquisa ..........................................................................13
1.8.1 Métodos ........................................................................................................13
1.8.2 Técnica de pesquisa....................................................................................13
1.9 Relevância à engenharia de segurança do trabalho ...................................13
1.10 Limitações .....................................................................................................14
1.11 Estrutura do trabalho ...................................................................................14
2 REVISÃO DE LITERATURA...............................................................................16
2.1 Energia elétrica ...............................................................................................16
2.1.1 Corrente elétrica ..........................................................................................16
2.1.2 Tensão elétrica ou diferença de potencial ................................................17
2.1.3 Caminhos da energia elétrica .....................................................................17
2.2 Choque elétrico...............................................................................................18
2.3 Aterramento elétrico.......................................................................................20
2.3.1 Resistência de aterramento ........................................................................21
2.3.2 Aterramento elétrico temporário ................................................................21
2.4 O Conjunto de aterramento e curto-circuitamento temporário como EPC21
2.4.1 Características mínimas .............................................................................22
2.4.2 Características construtivas e funcionais .................................................23
2.4.3 Configuração do conjunto de aterramento e curto-circuitamento
temporário.............................................................................................................23
9
2.4.4 Especificação do conjunto de aterramento e curto-circuitamento
temporário.............................................................................................................24
2.4.5 Legislação ....................................................................................................24
3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS............................................................26
3.1 Local dos trabalhos........................................................................................26
3.1.1 A CEJAMA – Cooperativa de Eletricidade Jacinto Machado ...................26
3.2 Delineamento da pesquisa ............................................................................27
3.2.1 Procedimentos.............................................................................................30
3.2.1.1 Procedimento 1.........................................................................................30
3.2.1.2 Procedimento 2.........................................................................................34
3.2.1.3 Procedimento 3.........................................................................................35
3.2.1.4 Procedimento 4.........................................................................................36
3.3 Instrumentos de medida ................................................................................38
3.3.1 Terrômetro ...................................................................................................38
3.3.2 Detector de tensão ......................................................................................38
3.4 Conjunto de aterramento temporário ...........................................................39
3.5 O sensor de tensão limite ..............................................................................40
3.6 Elo fusível........................................................................................................42
4 RESULTADOS ....................................................................................................43
5 ANÁLISE DOS RESULTADOS...........................................................................46
6 CONCLUSÕES ...................................................................................................48
REFERÊNCIAS ......................................................................................................50
10
1 BASE DA PESQUISA
Esta pesquisa tem como objetivo comprovar a eficiência de aterramentos
temporários em redes de distribuição de energia elétrica, e tem sua base didática
fundamentada no trabalho de dados coletados através de experimentos realizados
em campo.
1.1 Introdução
Os trabalhos em redes de distribuição de energia desligadas, até pouco
tempo atrás eram considerados trabalhos seguro pelos eletricistas. Porém com o
aumento do número de circuitos e a maior complexidade das redes de distribuição,
apenas o seu desligamento não oferecia mais segurança suficiente aos
trabalhadores, principalmente pelo risco de uma energização acidental, onde os
fatores mais comuns são;
• Erros de manobra, como a abertura da chave seccionadora errada por
motivos de sujeira na identificação, desorientação do eletricista ou responsável, etc.;
• Contato acidental com outro circuito energizado, como um acidente
automobilístico em poste ocasionando contato entre circuito desenergizado com
circuito energizado;
• Tensão induzida, como a indução eletromagnética por circuitos duplos
e longos (circuitos próximos);
• Descargas atmosféricas, com queda de raios nas redes de distribuição;
• Passagem em materiais isolantes através de uma falha no isolamento
de chaves seccionadoras;
• Fontes de alimentação de terceiros, como ligação de geradores
particulares em paralelo com a rede desenergizada. (MANUAL, 1996).
O aterramento e curto-circuitamento das redes de distribuição é sem
dúvida o mais utilizado sistema de proteção coletiva para proteger os trabalhadores
em caso de energização acidental. Porém, em casos adversos, onde o solo possui
resistividade alta, ou onde não é possível a instalação do grampo de neutro ou do
11
trado de aterramento, ou mesmo quando é necessária urgência nos serviços, os
procedimentos de instalação devem ser rigorosamente seguidos para a proteção
eficiente dos trabalhadores. Porém sabemos que mesmo engenheiros e técnicos
nem sempre tem conhecimento total sobre as condições de solo ou mesmo sobre as
condições dos equipamentos para decidir entre um procedimento ou outro no
momento da implantação do aterramento temporário.
1.2 Tema
Aterramento temporário em redes de distribuição de energia elétrica.
1.3 Fenômeno
A segurança do trabalhador realizando trabalhos em redes de distribuição
de energia elétrica com aterramento temporário.
1.4 Problemática
Baseado no fato de que o aterramento temporário é o equipamento de
proteção mais utilizado pelas empresas de distribuição de energia elétrica que pode
proteger o trabalhador contra energização acidental de redes de distribuição de
energia, vem a seguinte problemática.
O aterramento temporário protege os trabalhadores do risco de choques
elétricos que possam causar danos a eles em trabalhos em redes de distribuição de
energia elétrica?
1.5 Objetivos
1.5.1 Objetivo geral
Verificar se o aterramento temporário protege os trabalhadores do risco de
choques elétricos que possam causar danos a eles em trabalhos em redes de
distribuição de energia elétrica.
12
1.5.2 Objetivo específico
a) Caracterizar os riscos de choque elétrico em que os trabalhadores
estão sujeitos.
b) Caracterizar os procedimentos de aterramento temporário como fator
de proteção;
c) Relacionar o aterramento temporário com os riscos de choque elétrico
em que os trabalhadores estão submetidos.
1.6 Identificação das variáveis
• Resistividade do solo: Variável Independente, cuja unidade é em ohm
(• ), é definida como a res is tência elétrica entre o eletrodo de aterramento e o solo.
Varia principalmente de acordo com o tipo de solo e sua umidade.
• Tempo de abertura do elo: Variável dependente, cuja unidade é
segundo (s), é definida como o tempo em que o elo fusível leva para abrir o circuito.
Varia de acordo com a corrente de curto e o tipo do elo utilizado.
• Tensão residual: Variável dependente, sua unidade é o Volt (V), é
definida como a tensão entre o cabo aterrado e o solo. Varia principalmente com a
resistividade do solo, e a distância entre o ponto de trabalho e o ponto de
aterramento. Pode variar também de acordo com a forma de instalação do
aterramento temporário.
1.7 Metodologia
1.7.1 Bases filosóficas
A base filosófica adotada para o presente estudo é caracterizada pelo
estruturalismo, no qual se busca estudar o processo de aterramento como fator de
proteção.
13
1.8 Caracterização da pesquisa
Classifica-se a pesquisa como exploratória devido à investigação através
de experimentos feitos onde os resultados poderão ser satisfatórios ou não.
1.8.1 Métodos
A classificação da pesquisa é descritiva, por expor características claras
do fenômeno, calcular e prever resultados e utilizar métodos e procedimentos já
definidos.
1.8.2 Técnica de pesquisa
A pesquisa levanta dados através de estudo do conhecimento técnico e
experimental sobre a funcionalidade do sistema de aterramento temporário em redes
de distribuição de energia. Consiste em comprovar através de levantamento de
campo sua eficiência.
Realizando o procedimento recomendado pelas concessionárias e
permissionárias de energia elétrica para a implantação do aterramento temporário,
procurou-se medir, através de sensores simples, o nível de tensão residual em que
os trabalhadores estão submetidos em caso de acidentes. Como existem diferentes
procedimentos para a instalação deste EPC, procura-se primeiramente comprovar
sua eficiência, e em seguida classificá-los quanto às condições de terreno que são
mais indicadas. Utiliza-se um sistema de aterramento temporário da marca Ritz do
Brasil, Modificado pelos trabalhadores da equipe local, porém sem alterar suas
características funcionais. Os ensaios realizados na cidade de Jacinto Machado –
SC. Devido à falta de diversidade de solo no local dos experimentos, procurou-se
obter dados mais claros sobre a resistência de aterramento, dado de maior
relevância e que tem a maior variação quando submetido a diferentes tipos de solo.
1.9 Relevância à engenharia de segurança do trabalho
Devido aos acidentes em redes de distribuição serem normalmente
traumáticos, e o fato de o aterramento temporário ser o EPC mais indicado para ser
14
utilizado em todos os tipos de trabalhos, dados importantes podem ser mostrados:
• O fato de podermos executar os procedimentos de instalação e
classificá-los quanto a sua eficiência em diferentes terrenos pedem gerar dúvidas
quanto ao mais eficiente.
• O fato de colocarmos o EPC em diferentes distâncias do ponto de
trabalho pode definir qual é a mais indicada e até a que distância o aterramento
poderá ser instalado, definindo assim uma área de abrangência.
• Mesmo tensões residuais pequenas podem causar formigamento ou
mal estar nos trabalhadores que estão trabalhando em altura. Este incômodo poderá
causar a queda do trabalhador. Quantificando estes valores, poderemos ajudar a
evitar este problema. Dados precisos sobre o EPC disponível ao uso em um trabalho
periculoso podem vir a ajudar na conscientização dos trabalhadores quanto à
importância do uso e manuseio e assim prevenindo acidentes, objetivo principal da
Engenharia de Segurança do Trabalho.
1.10 Limitações
O estudo limita-se ao local de rede de energia elétrica cedido para a
realização do estudo. A realização das simulações artesanais, porém, pode não
caracterizar totalmente o ambiente que se tentou simular. Estudos mais profundos
sobre tipos de solo e sua umidade poderão ser realizados para complemento, porém
o objetivo do estudo é indicar de forma sucinta as condições do solo em questão
(estudo de caso).
1.11 Estrutura do trabalho
A pesquisa esta estruturada conforme a disciplina de orientação à
monografia e esta disposta da seguinte maneira:
Capitulo 1 – Base da Pesquisa: Descrição geral da pesquisa.
Capitulo 2 – Revisão da Literatura: Descrição dos métodos utilizados,
dados calculados e procedimentos adotados relacionando-os com a literatura em
questão.
Capitulo 3 – Procedimentos Metodológicos: Descreve os passos para a
realização dos experimentos, relatando cálculos realizados pertinente à pesquisa,
15
objetivo dos sensores utilizados, método de analise de equipamentos e materiais
utilizados.
Capitulo 4 – Resultados: Apresenta os resultados coletados para análise e
comentários posteriores.
Capitulo 5 – Análise dos resultados: Comentários sobre os resultados
obtidos e comparações com o esperado e com o permitido.
Conclusões – Parecer dos alunos sobre o trabalho realizado.
16
2 REVISÃO DE LITERATURA
Toda a pesquisa tem como base estudos, publicações e experimentos
realizados e publicados anteriormente sendo os conceitos encontrados na literatura
utilizados a base para conclusões sobre os trabalhos realizados.
A NBR 6935 - Seccionador, chaves de terra e aterramento rápido comenta
sobre as configurações de um bom aterramento temporário. Porém os estudos estão
baseados nos procedimentos técnicos das concessionárias e permissionárias de
energia elétrica, assim como no manual de construção de redes do comitê de
distribuição da Eletrobrás.
2.1 Energia elétrica
Visto que Energia é a capacidade de um sistema de realizar um trabalho,
a energia elétrica é uma das várias formas de energia que existe. É a que se associa
a um campo elétrico geralmente estacionário. É a energia necessária ao transporte
de carga elétrica num campo elétrico. Quando este campo é oscilante, a energia
elétrica se superpõe à magnética e transfere-se no espaço sob a forma de uma onda
eletromagnética. É uma forma de energia baseada na geração de diferenças de
potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica
entre ambos. Mediante a transformação adequada é possível obter energias finais
de uso direto, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos de
transformação que se empreguem. (KINDERMANN; CAMPAGNOLO, 2005).
2.1.1 Corrente elétrica
É o deslocamento de cargas elétricas dentro de um condutor, quando
existe uma diferença de potencial elétrico entre suas extremidades. Tal
deslocamento procura restabelecer o equilíbrio desfeito pela ação de um campo
elétrico ou outros meios como reação química, atrito, etc. Então a corrente elétrica é
o fluxo de cargas que atravessa a seção reta de um condutor, na unidade de tempo.
Sua unidade é Ampere (A).
O
equipamento
que
mede
corrente
elétrica
é
denominado
de
17
Amperímetro. (KINDERMANN; CAMPAGNOLO, 2005).
2.1.2 Tensão elétrica ou diferença de potencial
Como vimos, para haver corrente elétrica deve-se ter uma diferença de
potencial e um condutor em circuito fechado para restabelecer o equilíbrio perdido.
Se o circuito estiver aberto, poderemos ter uma diferença de potencial, mas não
corrente.
Comumente, a tensão também é chamada de “voltagem” e tem como
unidade o Volt (V).
O equipamento que mede tensão elétrica é denominado de Voltímetro.
(NISKIER; MACINTYRE, 2005).
2.1.3 Caminhos da energia elétrica
A energia elétrica que utilizamos em nossas casas percorre um caminho
longo. A primeira etapa é a produção ou geração, onde pode ser térmica, hídrica ou
nuclear. Ela é gerada em tensões que variam entre 220/380V até a ordem dos
1.000V. Em seguida a energia gerada entra em subestações elevadoras, onde as
tensões são elevadas a níveis de transmissão. As tensão mais utilizadas são 69kV,
138kV, 256kV e 512kV. Estas tensões são utilizadas com dois propósitos, o de
diminuir perdas de transmissão através da redução da corrente, e minimizar a
proporcionalidade da queda de tensão nos longos cabos. As distâncias de
transmissão são grandes, e por estes motivos estas quedas podem ser
consideráveis.
Desde a usina até a cidade, por exemplo, desde Itaipu até São Paulo, a
energia percorre as redes de transmissão, porém, chegando nas cidade ela sofre,
progressivamente, uma redução no nível de tensão, até chegar ao pondo de
distribuição (com tensões menores que 68kV, a etapa passa a ser chamada de
distribuição). Nessa etapa a energia sai da subestação rebaixadora e percorre as
redes urbanas até os transformadores de distribuição (transformadores normalmente
instalados em postes). Essa é a etapa de interesse em nossa pesquisa. Então o
transformador rebaixa novamente a tensão de 13.800V por exemplo, para a tensão
de consumo, 380/220V indo então até os medidores de nossas casas. Entrando em
18
nossas casas, a etapa passa a denominar-se consumo.
2.2 Choque elétrico
O choque elétrico é a passagem de uma corrente elétrica através do
corpo. Esta passagem de corrente em pequena intensidade, pode não causar
nenhuma conseqüência mais grave além de um susto, porém em maior intensidade,
pode causar queimaduras, fibrilação cardíaca ou até mesmo a morte. Podemos
definir ainda o choque elétrico como uma perturbação de natureza e efeitos diversos
que se manifesta no corpo humano, quando por ele circula uma Corrente Elétrica.
O choque elétrico acontece porque o corpo humano comporta-se como um
condutor elétrico, e para tanto com uma resistência elétrica. Ao fecharmos um
circuito, anteriormente aberto, através do contato de duas partes de nosso corpo a
uma diferença de potencial, circulará por ele uma corrente elétrica denominada
corrente de choque.
Costuma-se associar o "estrago" que o choque pode causar, com o nível
de tensão, porém o correto é dizer que depende da intensidade da corrente elétrica
que atravessa o corpo da pessoa durante o choque. Certamente que quanto maior
for a tensão, maior é a probabilidade de ocorrer um dano físico à pessoa, tendo em
vista que pela lei de ohm o aumento da corrente é diretamente proporcional ao da
tensão e inversamente proporcional ao da resistência elétrica, ou seja, como a
resistência do corpo humano é relativamente constante (entre 1300 e 3000 Ohms),
se aumentarmos a tensão, conseqüentemente a corrente aumentará conforme
mostra a equação 1. Até o limiar de sensação, a corrente que atravessa o corpo
humano é praticamente inócua, qualquer que seja sua duração, a partir desse valor,
à medida que a corrente cresce, a contração muscular vai se tornando mais
desagradável. Para as freqüências industriais (50 - 60 Hz), desde que a intensidade
não exceda o valor de 9 mA, o choque não produz alterações de conseqüências
graves, quando a corrente ultrapassa 9 mA, as contrações musculares tornam se
mais violentas e podem chegar ao ponto de impedir que a vítima se liberte do
contato com o circuito, se a zona torácica for atingida poderão ocorrer asfixia e morte
aparente, caso em que a vítima morre se não for socorrida a tempo. Correntes
maiores que 20 mA são muito perigosas, mesmo quando atuam durante curto
espaço de tempo, as correntes da ordem de 100 mA, quando atingem a zona do
19
coração, produzem fibrilação ventricular em apenas 2 ou 3 segundos, e a morte é
praticamente certa. Correntes de alguns Ampéres, além de asfixia pela paralisação
do sistema nervoso, produzem queimaduras extremamente graves, com necrose
dos tecidos, nesta faixa de corrente não é possível o salvamento, a morte é
instantânea.
Equação 1 - Lei de Ohm
V=I.R
(V= tensão; I= Corrente; R= Resistência)
O tempo de duração do choque é de grande efeito nas conseqüências
geradas, as correntes de curta duração têm sido inócuas, razão pela qual não se
considerou a eletricidade estática, por outro lado quanto maior a duração, mais
danosos são os efeitos
De acordo com a Norma Regulamentadora número 10 (NR 10 Segurança em serviços com eletricidade) do Ministério do Trabalho do Brasil,
tensões menores que 50 V em corrente alternada e 120 V em corrente contínua são
inofensivas. Da mesma forma a NBR 5410 – 2004 fala em seu Anexo A sobre
tensões de segurança menores que 50VCA. Estas são chamadas de Extra Baixas
Tensões (EBT). Tensões maiores que 50 V e menores que 1000 V em corrente
alternada e entre 120 V e 1500 V em corrente contínua são chamadas de Baixa
Tensão (BT), enquanto tensões de valores iguais ou maiores a 1000 V em corrente
alternada e 1500 V em corrente contínua são chamadas de Alta Tensão (AT). Assim,
pessoas que sofrem um choque em AT têm uma probabilidade maior de morrer ou
ficar com seqüelas graves do que uma pessoa que sofreu um choque em BT (Tabela
01).
20
Tabela 1 – Intensidade da corrente no corpo humano
Intensidade
(mA)
1
Perturbações prováveis
Nenhuma
Estado após
o choque
Normal
Salvamento
-----
Resultado
Final
Normal
Sensação cada vez mais
desagradável à medida que
1-9
a intensidade aumenta.
Normal
Desnecessá
rio
Normal
Contrações musculares.
Sensação dolorosa,
9 - 20
contrações violentas,
Morte
Respiração Restabeleci
aparente
artificial
asfixia, perturbações
Morte
Respiração
circulatórias graves
aparente
artificial
perturbações circulatórias.
mento
Sensação insuportável,
contrações violentas,
20 - 100
inclusive fibrilação
Restabeleci
mento ou
morte
ventricular.
>100
asfixia imediata, fibrilação
Morte
ventricular.
aparente
Muito difícil
Morte
Fonte: ALCANTARA, 2006. Disponível em: <http://dalcantara.vilabol.uol.com.br/index4.html>
2.3 Aterramento elétrico
Denomina - se aterramento a ligação do equipamento ou rede de energia
com a massa condutora da terra através de cabos ou fios condutores. Ele deve
assegurar de modo eficaz a fuga de corrente para a terra, propiciando as
necessidades de segurança e de funcionamento de uma instalação elétrica. O valor
da resistência de aterramento deve satisfazer às condições de proteção e
funcionamento da instalação elétrica, de acordo com os esquemas de aterramento.
21
2.3.1 Resistência de aterramento
É denominado como o valor da resistência da passagem da energia do
elétrodo de aterramento para o solo. Quanto menor este valor, mais fácil a energia
flui para a terra. O equipamento para medir resistência de aterramento denomina-se
terrômetro. (KINDERMANN; CAMPAGNOLO, 2005).
2.3.2 Aterramento elétrico temporário
Ligação elétrica efetiva confiável e adequada intencional à terra, destinada
a garantir a equipotencialidade e mantida continuamente durante a intervenção na
instalação elétrica. (NORMA DE DISTRIBUIÇÃO UNIFICADA, 2006)
2.4 O Conjunto de aterramento e curto-circuitamento temporário como EPC
O Aterramento temporário mostrado na fig. 1, deve apresentar os
preceitos mínimos necessários à especificação, utilização e conservação do
conjunto de aterramento e curto-circuitamento temporário, visando garantir a
segurança pessoal que executa trabalhos de manutenção e construção em
instalações elétricas desenergizadas, especialmente em redes de distribuição
(Figura 1). A NBR 6935 sobre aterramento rápido, determina o aterramento
temporário para utilização em rede aéreas. (MANUAL, 1996).
22
Figura 1 – Conjunto de aterramento e curtu-circuitamento temporário trifásico
Fonte: MANUAL, 1996, p. 11.
2.4.1 Características mínimas
• Capacidade para conduzir a máxima corrente de curto circuito pelo
tempo necessário para a atuação do sistema de proteção por três vezes
consecutivas, além de conduzir as correntes induzidas em estado permanente.
• Possuir grampos, conectores e cabos, dimensionados para suportar os
esforços mecânicos gerados pelas correntes de curto circuito sem se desprenderem
nas conexões ou se romperem.
• Manter por ocasião a corrente de curto circuito a terra uma queda de
tensão, através do conjunto de aterramento não prejudicial ao homem em paralelo
com o mesmo.
Ser prático e funcional ao serviço de manutenção, porém observando-se
antes de tudo as características acima. (MANUAL, 1996).
23
2.4.2 Características construtivas e funcionais
Elementos do conjunto de aterramento e curto-circuitamento temporário:
• Vara ou bastão de manobra: Destinado a garantir o isolamento
necessário as operações de colocação e retirada do conjunto na rede de energia
elétrica.
• Grampos de condutores: Estabelece a conexão dos demais itens do
conjunto com os pontos a serem aterrados.
• Grampo de terra: Estabelece a conexão dos demais itens do conjunto
com o ponto de terra, trado, estrutura metálica, etc.
• Trapézio de suspensão: Permite a elevação simultânea à linha a ser
aterrada e estabelece a conexão dos cabos de interligação das fases.
• Cabos de aterramento: É através dele que fluem as eventuais
correntes que possam surgir acidentalmente no sistema.
• Trado de aterramento: É utilizado para estabelecer a ligação dos
demais elementos do conjunto com o solo visando a obtenção de uma baixa
resistência de terra.
Estojo de acondicionamento: Para manter o conjunto de aterramento e
curto-circuitamento temporário em perfeitas condições, pronto para ser utilizado com
segurança quando for necessário, exige-se o mínimo de cuidado com seu manuseio
e transporte. Desta forma, ele deve ser acondicionado em estojo adequado.
(MANUAL, 1996).
2.4.3 Configuração do conjunto de aterramento e curto-circuitamento
temporário
Ao longo de sua evolução o conjunto de aterramento e curto-circuitamento
temporário sofreu uma série de modificações em sua configuração, visando
logicamente o seu aperfeiçoamento, e conseqüentemente melhoria no seu grau de
segurança no que se refere aos valores de fluxo de corrente.
Ainda hoje são utilizados conjuntos de aterramento e curto-circuitamento
temporário de configurações diferentes, as quais, além de resultar em maior ou
menor grau de segurança, conforme exposto acima, poderão facilitar ou dificultar
24
seu manuseio e instalação.
Hoje possuímos no mercado basicamente dois tipos de conjunto de
aterramento e curto-circuitamento temporário os quais diferem-se basicamente em
ter ou não o grampo de conexão ao neutro, ou em seu lugar, o trapézio tipo sela. As
figuras abaixo ilustram suas configurações. (MANUAL, 1996).
2.4.4 Especificação do conjunto de aterramento e curto-circuitamento
temporário
Para especificar-se o conjunto de aterramento e curto-circuitamento
temporário, além da necessidade do conhecimento das características técnicas de
seus componentes, temos que estar cientes de alguns detalhes fundamentais da
instalação elétrica onde o mesmo será utilizado, a saber:
• Nível de tensão;
• Corrente máxima de curto circuito
• Bitola máxima dos condutores;
• Tipo de altura máxima das estruturas;
Distância máxima entre fases e fase central ao neutro. (MANUAL, 1996).
2.4.5 Legislação
A Norma regulamentadora N° 10 (NR 10):
Que estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a
implementação de medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a
garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou
indiretamente, interajam em instalações elétricas e serviços com
eletricidade, sua última atualização aprovada em 7 de dezembro de 2004,
especifica em seu item 10.5.1 a instalação de aterramento temporário com
equipotencialização dos condutores dos circuitos como item obrigatório
para trabalhos em rede desenergizadas. (MINISTÉRIO DO TRABALHO,
2007. Disponível em: <http://www.mte.gov.br>)
A NBR 5410 - 2004 estabelece as condições a que devem satisfazer as
instalações elétricas de baixa tensão, a fim de garantir a segurança de pessoas e
animais, o funcionamento adequado da instalação e a conservação dos bens.
Aplica-se principalmente às instalações elétricas de edificações, qualquer que seja
seu uso (residencial, comercial, público, industrial, de serviços, agropecuário,
25
hortigranjeiro, etc.), incluindo as pré-fabricadas.Em seu item 5 fala sobre proteção
para garanti segurança, comentando sobre extra baixa tensão e sobre aterramento
temporário de baixa tensão cujo principio é o mesmo do aterramento temporário de
alta tensão do estudo.
A NBR 6935 – 84 fixa condições exigíveis e ensaios referentes a
seccionadores, chaves de terra e de aterramento rápido a serem utilizados em
instalações internas e externas, para tensões acima de 1000 V e à freqüência
industrial, bem como a seus dispositivos de operação e seus equipamentos
auxiliares.
A NBR 14039 – 2002 Instalações elétricas em média tensão em seu item
5.7.9 exige o uso de equipamentos de aterramento e curto circuitamento como
medida de segurança.
A NR 10 em sua integra está no Anexo I.
26
3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
A forma como são feitos os experimento, e a capacitação assossiada ao
interesse das pessoas envolvidas são fundamentais para o bom andamento dos
trabalhos e uma perfeita conclusão dos resultados. Por isso que os procedimentos
metodológicos devem ser claros.
3.1 Local dos trabalhos
Todo o trabalho se desenvolveu no município de Jacinto Machado – SC
com o apoio da CEJAMA - Cooperativa de Eletricidade Jacinto Machado,
responsável pela distribuição de energia elétrica local (Figura 2).
3.1.1 A CEJAMA – Cooperativa de Eletricidade Jacinto Machado
Figura 2 – Back Light em frente à CEJAMA
Fonte: Dos autores.
Desde 2002, iniciou-se na cooperativa um trabalho de conscientização
quanto ao uso dos equipamentos de proteção, visto que os trabalhadores estavam
além de desinformados, resistentes ao uso dos equipamento de segurança. O
cenário no momento apresentava-se com dirigentes sem instrução, e funcionários
resistentes, os quais possuíam pouca proteção e trabalhavam de forma displicente
em relação ao uso dos equipamentos de proteção tanto individuais como coletivos.
Era comum o uso de sandálias de dedo em serviço e o uso do capacete era apenas
27
usado para tirar fotos. O processo de conscientização iniciou-se após acidente
evolvendo um funcionário, por energização acidental de um condutor com tensão
fase-terra de aproximadamente 8.000V. Não houve óbito do funcionário, porém este
ficou hospitalizado durante meses e traumatizou todos os trabalhadores da
cooperativa.
Com o trabalho de conscientização, veio a pergunta de todos, “O
aterramento temporário é realmente eficiente, ele realmente minimiza os riscos? Em
que condições ele pode não dar total segurança?”. Estas perguntas eram feitas
pelos próprios trabalhadores e motivaram-nos a realizar esta monografia. O total
apoio dos funcionários foi motivante e essencial ao bom andamento dos trabalhos.
Isso demonstra que o trabalho de conscientização apesar de ser lento, ele tem uma
validade muito grande, visto que hoje, na cooperativa, não é mais necessário
solicitação para que usem os equipamentos, eles solicitam a eles mesmos e cobram
deles mesmos o seu uso. Em casos de equipamentos de má qualidade ou de
qualidade duvidosa, a mobilização é total e antes mesmo da CIPA intervir, o
equipamento é totalmente rejeitado e solicitado a troca ao fornecedor pelos próprios
funcionários.
A mobilização quanto ao teste foi tão solicitada pelos funcionários que
todos os testes foram feitos por eles mesmos, orientados e relatados pela dupla.
3.2 Delineamento da pesquisa
A pesquisa realizada consiste em uma medição objetiva dos dados
buscados, e através da quantificação e qualificação dos resultados buscar uma
conclusão sobre a eficiência do EPC, e poder utilizar os resultados como uma forma
de conscientização para os trabalhadores do sistema elétrico de distribuição. Todas
as medidas devem ser feitas de forma precisa, para evitar a distorção dos
resultados, e com isso uma distorção das análises.
A pesquisa consiste em levantar os riscos de choques elétricos em que o
trabalhador está submetido durante os trabalhos em redes de distribuição de energia
elétrica desenergizadas, conforme o procedimento especificado pela NR 10 de
instalação de aterramento temporário com equipotencialização dos condutores dos
circuitos, analizando a instalação do aterramento temporário e os riscos que podem
ser gerados por uma energização acidental. O item 10.11 da NR 10 fala ainda em
28
procedimentos de trabalho específicos. Procedimentos de diversas empresas são
semelhantes, e serão seguidos para uma avaliação final. Estes procedimentos estão
no Anexo II.
Inicialmente procurou-se seguir fielmente o procedimento da CEJAMA, e
após a energização proposital do circuito aterrado, procurou-se analisar os
resultados mostrados pelos sensores distribuídos através do circuito. Para tanto, foi
necessário especificar o conjunto que deveria ser usado. Para isso, precisou-se
calcular a corrente de curto no local, o tempo de abertura do elo e medir a
resistência de terra no local. Uma breve descrição de como foram feitos os cálculos
esta mostrada a seguir e no Anexo III.
Tempo de abertura do elo (Figura 4):
O tempo de abertura é importante para determinarmos a tensão mínima
em que o sensor ficou submetido para que ocorresse sua queima.
Ela é dada pela impedância da rede desde a subestação até o local dos
experimentos, retirada com a ajuda do diagrama unifilar do alimentador (Figura 3). A
esta impedância devem ser adicionados os valores de XO e X1 da subestação.
Com os dados da impedância calcula-se o valor da corrente de curto fase
terra. Uma das dificuldades encontradas foi determinar o valor da resistência de
aterramento sob curto, visto que este valor em situação de curto varia rapidamente.
Para tanto resolveu-se determinar o valor utilizado como padrão, sendo este de 5
ohm.
O valor da corrente de curto calculada foi de 150 amperes.
Com este valor, se busca no gráfico do elo fornecido pelo fabricante e
determina-se o tempo de abertura, tempo este que o sensor estará submetido. O
valor obtido foi de 0,02seg.
Como se busca identificar apenas se a tensão é maior que a tensão de
segurança descrita pela NR 10, consultou-se o fabricante do sensor sobre a tensão
que ele suporta durante o tempo antes calculado. Sendo esta tensão menor que a
determinada pelo fabricante, o sensor não queima e constata-se que o equipamento
garante a segurança do trabalhador em caso de energização acidental. Já sensores
queimados indicam que a tensão residual entre o cabo e os pés do trabalhador
ultrapassou o limite tolerável pelo sensor, menor que o especificado na NR 10 como
tensão limite de segurança, e portanto coloca em risco o trabalho.
29
0002 10K
IT2587
3-30
0,5
0080 - 6K
3#4CAA
0,05
0,05
0,05
0080 - 15K
0,1
0,15
0,1
0,15
IT2562
3-30
0,1
IT1166
3-30
IT1175
3-75
IT1178
3-45
0,05
Realização
dos testes
IT1039
3-75
0,1
IT1040
3-75
0,1
IT2549
3-30
ARIZONA
1,6
0,5
IT1238
1-15
0,05
0,25
0,05
IT1167
3-30
0039 - A
0125
0,05
0038 10K
0,45
0,3
0,4
0,5
0,3
IT1165
3-45
0,1
0,2
1,0
0,05
0,3
0037
0,15
0,1
0,05
0,65
0,15
IT1038
3-30
0,1
IT2548
3-30
IT1035
3-45
0,4
IT1037
3-30
0,05
IT1041
3-75
0,05
IT1176
1-15
?
0,05
0079
4006
0078 - NF
0032
0,15
0,05
IT2539
3-150
PARAGUAI
IT1024
3-225
IT2653-10
0,05
0,7
0040
1,05
?
0,2
IT1237
1-5
?
0,2
0,05
LINHA
MORO
IT1177
1-15
0,2
0,1
COOPERJA
IT2574
3-30
0,05
0123
0,2
0,2
0077 - NF
IT1023
3-30
0,15
0012
0,1
R 0036
0,15
0,15
IT2567
3-30
0,05
0,2
0,2
IT2570
3-30
0117 - NF
IT2588
3-15
0146
0,3
0121
0,1
0122
0,3
0,15
0,25
0,35
0119
0120
0,3
IT1116
1-10
A
IT1119
1-25
B
IT1121
3-30
IT1145
1-10
0,3
0,05
0124
IT1125
3-15
0,35
0035 - ?
0,95
IT1122
3-15
0,05
0,1
IT2540
3-150
0,05
0,15
0,05
IT1120
1-10
A
0,4
0034
IT1124
1-25
IT1034
3-30
0,2
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IT1013
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1-10
0,3
IT1111
1-10
IT1118
3-30
IT1123
1-5
IT1012
3-30
IT1117
1-15
C
0,55
IT1112
3-30
0,05
0,05
0,1
IT1036
3-30
0,6
0,3
BARRA DO
PINHEIRINHO
0,4
0093 - NA
0,1
IT1011
3-30
?
IT1115
3-30
0,5
IT2559
3-30
IT0004
3-15
0,6
A
IT1114
1-10
0,45
0,4
0,05
IT0006
3-1250
IT2556
3-75
0,05
0,15
0,05
IT1010
3-30
IT1003
3-30
0,7
0,05
0,4
IT1017
3-45
Igreja
0062 - 20K
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
4004
IT1001
3-30
0075-6K
0,3
0,15
Prefeitura
0090 - NA
Radio
0,05
0,05
0089 - NF
0,1
IT1004
3-45
IT1002
3-225
0,05
0,1
0,05
0,1
0,1
0,05
0,3
0126
IT1110
3-15
0,1
0118 - NA
0,5
0074 - NF
0072 - NF
IT1109
3-75
0,5
0033
0,15
0,3
IT1005
3-30
IT2546
3-300
0,45
IT0012 IT1364
3-225 3-150
0,2
0071 - NF
0,25
0142 - NF
3#4/0 CA
0,05
0,05
3#1/0 CAA
0,1
IT1364
3-30
3#1/0 CA
1,2
IT1229
1-10
C
0,8
0,1
IT1230
3-45
0,5
0068
0067 - NF
1#4 CAA
0,6
4002 - 300KVAR
3#4/0 CA
2,3
0066 - NF
0,1
IT2561
3-150
0,2
0,05
IT0002
3-45
IT2543
3-30
IT1107
3-15
3#4 CAA
ÚLTIMO
RIO
0064 - 25K
0,5
0,1
IT2569
3-15
0,5
IT0003
3-30
3#1/0CA
0,1
0,1
0073 - 6K
3#4/0 CA
IT1108
3-30
0,1
0,1
IT2555
3-30
IT1014
3-30
0,2
IT1042
3-30
IT1020
3-112,5
IT1106
3-45
R
IT1007
3-30
0,05
3#1/0CA
0,4
IT1018
3-45
0,05
IT1022
3-15
0,2
IT1006
3-45
0,05
IT1021
3-45
B
IT1104
1-15
069 - NF
0,8
0,05
0,45
0,4
CENTRO
0,2
0,1
0,5
0,1
0,1
0,15
0,05
0,05
4005 - 120kVAR
0,05
0,05
0,3
FIGUEIRA
0,3
3#4 CAA
8,7
M
ENGENHO
PAZI
3#4 CAA
3#4/0 CA
0,55
0144 - NA
3#2 CAA
IT1019
3-75
IT1008
3-30
IT2590
3-30
0,25
IT1365
3-15
IT1105
1-5
C
0,35
0,05
0,3
3#1/0 CA
S.E.
0003 - 10K
0,35
0085 - NF
0092 - NA
ÁGUA
BRANCA
IT2584
3-30
0,05
0,05
IT1213
3-30
ERMO
0086 - NF
0,1
0,05
0,05
0,2
0,05
0,05
0,1
IT1368
3-30
IT2563
3-30
0,05
0,4
0084 - NF
0091 - NF
0,2
0,3
B
IT1225
1-25
69/13,8KV
IT2537
1-5
0,05
0,45
0,2
0095 - NF
0157 - NF
0,75
IT1226
1-25
B
0160
0,15
0,05
0,1
0,6
0094 - 6k
0,5
0,05
IT2515
3-30
IT1219
3-30
0,5
3#1/0 CA
0,4
0001-10K-B
0,1
OLARIA
IT2599
1-10
0,45
IT2516
3-45
0,3
0,3
0155
0,5
A
IT1016
3-45
IT2535
3-75
IT1227
3-15
0,35
0,15
1#4 CAA
Antenas
IT1228
3-15
0002 - 10K
IT1220
1-15
0,85
IT2573
1-5
A
0,05
IT1009
3-75
0,05
IT1224
1-5
SAMAE
0,3
IT1015
3-30
0,7
IT1222
1-25
IT2504
1-5
0,75
IT1275
1-25
0041
Figura 3 – Diagrama Unifilar do Alimentador EMO 1 Jacinto Machado 13,8KV
Fonte: CEJAMA, 2007 adaptado pelos Autores.
Figura 4 – Curva do Elo fusível tipo K
Fonte: Fornecido pela Empresa Indel Bauru (folheto).
30
3.2.1 Procedimentos
O objetivo dos testes é demonstrar a eficiência do aterramento temporário.
Para isso, em uma rede de distribuição de CEJAMA, monofásica com tensão entre
fase e terra de 7960V (8kV), aterrou-se o cabo fase utilizando um aterramento
temporário de uso da CEJAMA, adquirido da Ritz do Brasil, e instalou-se sensores
com lâmpadas de 12V, ligados ao cabo fase e com fios de cobre enrolados ao pé
(base) do poste, através de 5 voltas no poste de madeira e 3 voltas no poste de
concreto.
Foram determinados novos procedimentos, alternando-se os pontos de
aterramento entre o inicio e o fim da rede, e a conecção ou não do aterramento ao
neutro. Então fechamos a chave fusível, que ao ser percorrida pela corrente de curto
fase – terra fez com que queimasse o fusível de proteção. Calculando-se o tempo da
queima do fusível, sabemos qual tensão a lâmpada suportaria no máximo (50V).
Sabendo que, sendo esta tensão menor que a estabelecida pela norma, sabemos
que, se a lâmpada queimar o trabalhador poderia estar em risco, caso contrário não
estaria em risco, pois a tensão não ultrapassou o “limite de segurança” de 50V.
3.2.1.1 Procedimento 1
Aterrou-se a rede de 8kV junto a chave seccionadora, em solo semi úmido
,basicamente argiloso, e a resistência de aterramento medida foi de 10 ohm
(conectado o neutro) com o terrômetro na escala até 20 ohm.
31
Figura 5 – Instalação do aterramento temporário
Fonte: Dos autores.
Instalou-se os sensores no local onde estava o aterramento, um poste em
seguida (poste de madeira), e a 250 m do ponto de aterramento (poste de concreto
com transformador) conforme mostrado nas Figuras 5, 6, 7, 8 e 9. Os sensores
foram instalados junto aos pés dos postes de madeira (eucalipto), tratada e seca e
em poste de concreto seco.
32
Figura 6 – Instalação do sensor de tensão limite em poste de madeira
Fonte: Dos autores.
Figura 7 – Instalação do sensor de tensão limite em poste de concreto
Fonte: Dos autores.
O procedimento de instalação foi o que prevê neutro contínuo conforme
anexo.
33
Figura 8 – Aterramento temporário instalado com o grampo de neutro
conectado a rede
Fonte: Dos autores.
Detalhamento do procedimento 1 está ilustrado abaixo.
Poste de Concreto
Poste de Madeira
Rede de energia 7800V
3
Fonte: Dos autores.
or
ns
se
Figura 9 - Esquema do procedimento 1
do
1
2
or
ns
se
or
ns
se
do
do
ão
aç
al
st
In
ão
aç
al
st
In
ão
aç
al
st
In
Ponto 1
Implantação do
aterramento provisório
Poste com chaves fusivel
34
3.2.1.2 Procedimento 2
Manteve-se
o
aterramento
no
ponto
antes
instalado,
conforme
procedimento 1, na rede de 8kV junto a chave seccionadora e retirou-se a conecção
deste ao neutro da rede. Feita nova medida da resistência de aterramento obteve-se
o valor de 45 ohm (desconectado do neutro) com o terrômetro na escala até 200
ohm.
Manteve-se os sensores nos mesmos locais, com as mesmas lâmpadas
visto que nenhuma havia queimado (Figura 10).
Figura 10 – Posicionamento da escada para fechamento da chave fusível
Fonte: Dos autores.
O procedimento de instalação foi o que não prevê neutro contínuo
conforme anexo.
O Detalhamento do procedimento 2 está ilustrado abaixo na Figura 11.
35
Poste de Concreto
Poste de M adeira
Rede de energia 7800V
st
al
aç
ão
do
se
ns
or
3
1
2
or
or
ns
ns
se
se
do
do
ão
ão
aç
aç
al
al
st
st
In
In
In
Ponto 1
Retirado da conecção ao
neutro com o aterramento
tem porário
Poste co m chaves fusivel
Figura 11 - Esquema do procedimento 2
Fonte: Dos autores.
3.2.1.3 Procedimento 3
Retirou-se o aterramento do poste onde esta situada a chave
(procedimentos 1 e 2), e aterrou-se a rede de 8kV a 300m da chave seccionadora
(último poste da rede) com o grampo de conecção ao neutro da rede instalado
(Figura 12). O objetivo deste teste é simular um curto do lado oposto ao aterramento.
Vale salientar que este procedimento não é indicado pelas cooperativas de infraestrutura de Santa Catarina mas em casos de falta de experiência ou falta de
conhecimento do instalador, pode ocorrer esta falha, que é uma mais possíveis de
ocorrer. O solo no local era seco e basicamente argiloso. A nova e resistência de
aterramento medida foi de 100 ohm (conectado ao neutro da rede) com o terrômetro
na escala até 200 ohm, uma resistência alta para as condições de teste segundo os
autores. Manteve-se os sensores nos mesmos locais, com as mesmas lâmpadas
visto que nenhuma havia queimado.
O procedimento de instalação foi o que prevê neutro contínuo conforme
anexo, porém instalado em local não adequado, conforme comentado anteriormente
(Figura 13).
36
Figura 12 – Conjunto de aterramento temporário utilizado
Fonte: Dos autores.
Detalhamento do procedimento 3 está ilustrado abaixo.
P o s te d e C o n c re to
P o s te d e M a d e ira
R e d e d e e n e rg ia 7 8 0 0 V
Im p la n ta ç ã o d o
a te rra m e n to
te m p o rá rio
c o n e c te d o a o
n e u tro
P o n to 1
st
al
aç
se
ns
or
3
1
2
or
or
ns
ns
se
se
do
do
do
ão
ão
ão
aç
aç
al
al
st
st
In
In
In
P o s te c o m
cha ve s
fu s iv e l
Figura 13 - Esquema do procedimento 3
Fonte: Dos autores.
3.2.1.4 Procedimento 4
Aproveitando-se a instalação de todos os sensores e equipamentos e a
pequena sobra de tempo, e ainda para satisfazer a solicitação dos eletricistas que
acompanhavam os testes no local, executamos um quarto procedimento. Mantevese o aterramento instalado no mesmo poste, desconectou-se o grampo do neutro,
manteve-se os sensores nos mesmos pontos e fechou-se novamente a chave
(Figura 14).
37
Figura 14 – Sinais de fusão dos metais do cartucho da chave fusível devido a
corrente de curto
Fonte: Dos autores.
A resistência de aterramento medida foi de 530 ohm (desconectado ao
neutro da rede) com o terrômetro na escala até 2000 ohm.
Detalhamento do procedimento 4 está ilustrado abaixo na Figura 15.
Poste de Concreto
Poste de Madeira
Rede de energia 7800V
Implantação do
aterramento
temporário
desconectedo
ao neutro
Ponto 1
3
or
ns
se
2
or
ns
se
1
or
ns
se
Fonte: Dos autores.
do
do
do
Figura 15 - Esquema do procedimento 4
ão
aç
al
st
In
ão
aç
al
st
In
ão
aç
al
st
In
Poste com
chaves
fusivel
38
3.3 Instrumentos de medida
3.3.1 Terrômetro
Utilizou-se na pesquisa um terrômetro da marca Minipa, modelo MTR1520D, portátil, com escala digital de 20 ohm, 200 ohm e 2000 ohm (Figura 16).
Figura 16 - Terrômetro
Fonte: Dos autores.
3.3.2 Detector de tensão
O detector de tensão foi utilizado apenas para cumprir o procedimento de
aterramento da rede (Figura 17).
39
Figura 17 – Detector de tensão
Fonte: Dos autores.
3.4 Conjunto de aterramento temporário
O conjunto de aterramento temporário é da marca Ritz do Brazil S.A., de
propriedade da CEJAMA – Cooperativa de eletricidade Jacinto Machado e cedido
para os testes, adaptado para rede monofásica (foi retirado dois elementos para
melhor movimentação com o EPC e praticidade na instalação).
Conjunto de aterramento rápido e temporário para linha de distribuição até
34,5 KV. Composto de 3 grampos de aterramento por torção, 2 grampos de
aterramento por torção com parafuso "T", 1 trapézio de suspensão simultânea, 1
cabeçote automático para manobra de grampos, 2 cabos ultraflexível de 35mm2
com 2,5 Mt cada, 1 cabo de cobre ultraflexível de 35mm2 com 13,5 Mt, 1 trado de
aterramento, 1 bolsa de lona impermeável e 1 bolsa de lona para trado (Figura 18).
(ADAM Distribuidora. Disponível em: <http://www.adamdistribuidora.com.br/>.).
40
Figura 18 – Esquema de ligação do aterramento temporário
Fonte: ADAM Distribuidora. Disponível em: <http://www.adamdistribuidora.com.br/>.
3.5 O sensor de tensão limite
O sensor trata-se de lâmpada halógenas de aplicação automotiva com
tensão nominal de 12 V, para motos, da marca Osram, 5007 – R5W, com potência
de 5W. O objetivo é que, se a lâmpada queimar, houve uma tensão residual maior
que 50V (valor aproximado máximo, obtido pela curva do fabricante, comparando
tensão, tempo de exposição obtido pela curva do elo fusível e curva de vida útil), o
que significa que o aterramento temporário não garantiu a segurança do trabalhador
(Figura 19 e 20).
41
Figura 19 – Curva tensão x vida útil da lâmpada
Fonte: MATERIAL FORNECIDO
([email protected]), 10/2006
POR
ENG.
RONALD
LEPTICH
VIA
E-MAIL
O sensor apesar de não ter precisão no valor da tensão, satisfaz de modo
simples e barato o objetivo e as nossas necessidades. Vale salientar que segundo a
NR 10, a tensão limite de segurança (extra baixa tensão) é de 50V, porém, visto que
os eletricistas estão trabalhando em altura, qualquer sensação incomoda pode ser
um risco a eles. Com a extrapolação da curva enviada pelo fabricante obteve-se y= 0,1*X + 90, obteve-se o valor de o valor de 900% da tensão nominal isto é,
aproximadamente 100V. Seria mais adequado utilizar elos maiores para o
experimento, porém o cenário não permite. Porém outra extrapolação , não linear,
como mostra a curva, e em consulta informal com o fabricante, esta daria um valor
menor 400% mais adequado ao estudo, e menor que o indicado pela NR 10 de 50V
(extra baixa tensão). Ainda assim poderia dar uma sensação desagradável e
estudos mais detalhados poderão tratar melhor deste assunto.
42
Figura 20 – Lâmpada Utilizada como sensor (5007)
Fonte: CAIXA DA LÂMPADA ADQUIRIDA NA LOJA PREMEL, 2006
3.6 Elo fusível
O elo fusível utilizado é da marca Indel Bauru, do tipo 1H. Foi escolhido
este elo por ser do tipo lento, e por coordenar de forma a garantir que o elo fusível
antecedente da rede em que foram feitos os experimentos não venha a romper e
conseqüentemente interromper o fornecimento de energia elétrica (Figura 21).
Figura 21 – Elo fusível
Fonte: Fornecido pela Empresa Indel Bauru (folheto)
43
4 RESULTADOS
As planilhas utilizadas para colher as informações de campo estão
mostradas a seguir na Tabela 2, 3, 4 e 5:
Tabela 2 - Planilha do procedimento 1
P ro c edim ento 1:
E s tado apó s o
S ens or
tes te
1
Inta c to
2
3
Inta c to
Inta c to
P os te ins ta lad o
S ituaç ã o do s olo no
loc al d o s ens o r
1 - C onc re to s e m i
úm ido
2 - M ad eira S ec a
3 - C onc re to S ec o
S em i Ú m ido
S ec o
S ec o
A te rram en to Te m porário:
R es is tê nc ia do trad o = 10 •
C ondiç ões d o s olo = úm ido
C ondiç ões d o terrom etro = Ins ta lad o e m loc a l úm id o
C ondiç ões d o trado a pós o tes te = Intac to
C onec tad o ao neutro = S im
Fonte: Dos Autores.
No procedimento 1 todos os sensores ficaram intactos após a energização
o que significa que o risco de choque elétrico foi neutralizado pelo Aterramento.
Tabela 3 - Planilha do procedimento 2
P ro c edim ento 2:
E s tado apó s o
S ens or
tes te
1
Inta c to
2
3
Inta c to
Inta c to
P os te ins ta lad o
S ituaç ã o do s olo no
loc al d o s ens o r
1 - C onc re to s e m i
úm ido
2 - M ad eira S ec a
3 - C onc re to S ec o
S em i Ú m ido
S ec o
S ec o
A te rram en to Te m porário:
R es is tê nc ia do trad o = 45 •
C ondiç ões d o s olo = úm ido
C ondiç ões d o terrom etro = Ins ta lad o e m loc a l úm id o
C ondiç ões d o trado a pós o tes te = Intac to
C onec tad o ao neutro = N ã o
Fonte: Dos Autores.
Assim, como no procedimento 1, no procedimento 2, todos os sensores
44
ficaram intactos após a energização o que significa que o risco de choque elétrico foi
neutralizado pelo aterramento.
Tabela 4 - Planilha do procedimento 3
P ro c edim ento 3:
E s tado apó s o
S ens or
tes te
1
Inta c to
2
3
Inta c to
Inta c to
P os te ins ta lad o
S ituaç ã o do s olo no
loc al d o s ens o r
1 - C onc re to s e m i
úm ido
2 - M ad eira S ec a
3 - C onc re to S ec o
S em i úm ido
S ec o
S ec o
A te rram en to Te m porário:
R es is tê nc ia do trad o = 100 •
C ondiç ões d o s olo = S ec o
C ondiç ões d o terrom etro = Ins ta lad o e m loc a l s ec o
C ondiç ões d o trado a pós o tes te = Intac to
C onec tad o ao neutro = s im
Fonte: Dos Autores.
Como já comentado, este procedimento simula trabalhos em redes de
distribuição que podem ser energizadas pelos dois lados. Segundo o Eng. Moacir
Daniel da CERSUL – Cooperativa de Eletricidade Sul Catarinense, o procedimento
correto seria aterrar de ambos os lados da rede, porém este procedimento ainda é
erroneamente utilizado por eletricistas. Mesmo assim todos os sensores ficaram
intactos após a energização o que significa que o risco de choque elétrico foi
neutralizado pelo aterramento.
Tabela 5 - Planilha do procedimento 4
P ro c edim ento 4:
E s tado apó s o
S ens or
tes te
1
Inta c to
2
3
Inta c to
Q ueim ado
P os te ins ta lad o
S ituaç ã o do s olo no
loc al d o s ens o r
1 - C onc re to s e m i
úm ido
2 - M ad eira S ec a
3 - C onc re to S ec o
A te rram en to Te m porário:
R es is tê nc ia do trad o = 530 •
C ondiç ões d o s olo = S ec o
C ondiç ões d o terrom etro = Ins ta lad o e m loc a l S e c o
C ondiç ões d o trado a pós o tes te = Intac to
C onec tad o ao neutro = N ã o
Fonte: Dos Autores.
S em i úm ido
S ec o
S ec o
45
Da mesma forma que no procedimento 3, o procedimento correto seria
aterrar de ambos os lados da rede. Isto é comprovado com a queima do sensor de
número 3, o que significa que o aterramento não neutralizou totalmente o risco de
choque elétrico.
46
5 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Conforme procedimentos de instalação de conjuntos de aterramento
temporário, mesmo em rede com neutro comum (neutro contínuo) deve-se aterrar de
ambos os lados da frente de trabalho quando a rede é atravessada ou seccionada
com redes energizadas em mais de um lado.
Dentre todos os procedimentos feitos, o único que apresentou risco ao
trabalhador foi o de número 4, sendo queimado apenas o sensor mais distante
(Figura 22), e instalado em poste de concreto. Este fato é provavelmente devido a
resistência elétrica do concreto semi úmido ser consideravelmente menor que a da
madeira seca, condições notadas no local. Vale salientar ainda que no poste onde
estava instalado o sensor queimado havia um fio de arame de cerca engatado no
poste, e apesar de não estar em contato direto com o fio de conexão do sensor no
poste, este pode alterar para valores menores a resistência de aterramento do
sensor. Este fato pode ser considerado como uma simulação de uma escada
encostada em um arame de cerca e não notado pelo eletricista.. Mesmo o
procedimento 4 não sendo correto junto as empresas distribuidoras de energia e
comentado pelo eng. Eng. Flávio José Comandolli – CERMOFUL – Cooperativa de
Eletricidade Morro da Fumaça, por motivos diversos, ele pode ser adotado por
eletricista sem treinamento ou que desrespeitem as normas de segurança e os
procedimentos, ou ainda por eletricistas desinformados ou desorientados sobre as
condições da rede. Vale salientar que não houve derretimento de fios ou lâmpadas
estouradas, o que demonstraria uma tensão pequena e indica que, mesmo o
aterramento estar instalado de forma incorreta amenizou muito a tensão residual no
cabo.
47
Figura 22 – Sensor queimado – escurecimento do bulbo
Fonte: Dos Autores.
Nosso experimentos mostraram que o aterramento estando instalado até o
limite de 500m não há riscos ao trabalhador desde que o aterramento esteja
conectado ao neutro aterrado da rede. Já para redes com postes de concreto em
local semi úmido, é necessário aterrar de ambos os lados conforme procedimento 4.
Isso se deve ao fato da impedância do cabo ser considerável neste caso. Segundo a
lei de ohm, a tensão gerada se deve a impedância do cabo, a resistência de
aterramento e ao alto valor da corrente de curto (Figura 23).
Figura 23 – Sensor instalado na base do poste de concreto
Fonte: Dos Autores.
48
6 CONCLUSÕES
Após a execução dos 4 procedimentos acima descritos, a dúvida dos
eletricistas da CEJAMA, principais colaboradores deste trabalho, e também a dúvida
dos autores que era; “o aterramento temporário neutraliza os riscos de choque
elétrico?” pode ser respondida. Sim, o aterramento temporário neutraliza os riscos
de choque elétrico protegendo os trabalhadores. Esta resposta vem acompanhada
da reposta de que os procedimentos adotados pelas empresas devem ser seguidos
e mais, estes não são exagerados. Esta conclusão veio a se comprovar no
procedimento número 4, quando um dos sensores queimou. O fato de a cerca estar
encostada ao poste é um fator comum principalmente em redes de eletrificação
rural, e neste caso especifico, a seqüência do procedimento é essencial para a
segurança dos trabalhadores. Porém o que podemos concluir com este fato é que o
procedimento funcionou e portanto deve-se ser seguido fielmente, pois no cotidiano
muitos fatos como o da cerca poderão estar presentes, e somente o seguimento
correto do procedimento poderá neutralizar todos os riscos extras.
Outra questão que pode ser analisada pelos autores, foi a curiosidade dos
colaboradores que não sentiram-se confortáveis até notar quanto o aterramento
pode garantir suas segurança, isto é, eles não queriam parar até que pelo menos 1
sensor fosse queimado. Para isso sugeriam instalar o PC de forma não padronizada,
e notarem como se precessou o funcionamento do aterramento temporário. Esta
sugestão foi aceita elos autores e incorporado ao resultados do trabalho. Este fato é
considerado fundamental para o trabalho devido a curiosidade em que esta
envolvido todo o processo de montagem do aterramento temporário, e com a
ilustração deste, pode aumentar a curiosidade dos técnicos e eletricistas em geral,
porém de forma convincente e segura. Acreditamos que após sua leitura, muito
pode-se aprender e concluir sobre a necessidade da instalação correta do
equipamento. Isto faz deste trabalho uma literatura conclusiva não só para nós
executores como também para responsáveis por serviços com eletricidade no
sistema elétrico de potência. Além disso, este estudo poderá também auxiliar de
forma
clara
muitos
profissionais
desta
área
que
poderão
utilizá-lo
para
conscientização dos trabalhadores sobre a eficiência do aterramento e a
necessidade de se fazer como determinam os procedimentos de cada empresa.
49
Podemos dizer então que o objetivo específico do trabalho foi alcançado,
porém em um âmbito geral novas problemáticas surgiram, como a tensão exata em
que o sensor queimou, as condições particulares da pele de cada eletricista
relacionando com sua resistência elétrica e nas condições de queima do sensor, os
riscos que cada um estaria submetido. Estudos mais complexos poderão mostrar
qual a tensão residual foi submetido o sensor que queimou e os que não queimaram
além de cruzar as informações de condições de pele e riscos de choque elétrico.
50
REFERÊNCIAS
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Acesso 12/2006.
ALCANTARA, Daniel Soares de. Engenheiro eletricista, com pós graduação em
engenharia
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segurança
do
trabalho.
Disponível
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<http://dalcantara.vilabol.uol.com.br/index4.html>. Acesso em: 12/2006.
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Científicos editora, 1991.
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saraiva com a colaboração de Antônio Luiz de Toledo. São Paulo: Saraiva, 2005.
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aula
06.
Disponível
<http://www.unifenas.br/~amdias/feletricos6a.pdf>. Acesso em: 11/2006.
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GIGUER, Sergio. Proteção de sistemas de distribuição. Porto Alegre: Sagra,
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KINDERMANN, Geraldo; CAMPAGNOLO, Jorge Mário. Aterramento Elétrico.
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INDEL
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industria
de
equipamentos
<www.indelbauru.com.br>. Acesso em: 12/2006.
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Disponível
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ELETROBRAS, 2007
MINISTÉRIO do trabalho. Disponível em: <http://www.mte.gov.br>. Acesso em:
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NBR 14039. Aterramento e Proteção contra: choques elétricos e sobrecorrentes.
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NBR 5410. Instalação elétrica de Baixa tensão. ABNT, 1997.
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NISKIER, Julio; MACINTYRE, A. J. Manual de Instalações Elétricas. São Paulo:
LTC, 2005.
NORMA Celesc. Norma técnica – NT 01 – AT. Florianópolis: Celesc, 2006.
51
NORMA de distribuição unificada. NDU-021 do sistema Cataguazes. Leopoldina
2006.
ORIENTAÇÃO Técnica da CPFL. Aterramento temporário de redes aereas de
distribuição primária e secundária, 2005
OSRAM do brasil. Disponível em: <http://www.osram.com.br>. Acesso em: 01/2007.
SANTOS, Armênio Ribeiro dos. Segurança e saúde do trabalho. Rio de Janeiro:
Atualização Profissional COAD Ltda, 2006.