Divisão de Transmissão de Marabá - CPAM
SEMANA INTERNA DE PREVENSÃO DE ACIDENTES - SIPAT
Tema: Aterramento Elétrico
Prevenção de acidentes causados por choque elétrico
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• O que é um Sistema de Aterramento;
•
Qual a Finalidade de um Sistema de Aterramento;
• Noções de projeto de um Sistema de Aterramento;
• Como Construir um Sistema de Aterramento;
• O Problema do aterramento utilizando Hastes;
• O Sistema de Aterramento na Indústria;
• O Sistema de Aterramento em Residências;
• Considerações finais;
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O que é o aterramento elétrico?
- O aterramento elétrico é um caminho criado, para que a corrente
elétrica seja direcionada para o subsolo.
-Um sistema de aterramento é um conjunto de condutores elétricos
enterrados, cujo objetivo é realizar o contato entre qualquer circuito
e o solo, com a menor impedância possível.
- Os sistemas mais comuns são hastes cravadas verticalmente,
condutores horizontais, ou um conjunto de ambos.
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Qual a Finalidade de um Sistema de Aterramento ?
- A finalidade de um sistema de aterramento é fazer com que as altas
correntes não passem pelas pessoas, causando acidentes;
•Os sistemas de aterramento residenciais e industriais, possuem a
finalidade de garantir a segurança dos moradores e trabalhadores
contra choques elétricos.
•Para que haja eficiência, é Imprescindível que todo circuito elétrico
disponha de condutor de proteção (fio terra) em toda a sua extensão.
Todo circuito elétrico bem projetado e executado deve ter um sistema
de aterramento.
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-
Passos para se projetar um Sistema de Aterramento:
1.
2.
3.
4.
5.
Medição da resistividade do solo em várias profundidades;
Fazer a estratificação do Solo em camadas;
Escolha do tipo de aterramento;
Cálculo da resistência do aterramento;
Construção de Sistema de Aterramento;
Medição de resistividade (Método de Wenner)
Utilização de Aparelho de medição de resistividade.
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– Medição pelo método de Wenner
O método utiliza um Megger, instrumento de medida de resistência
que possui quatro terminais, dois de corrente e dois de potencial.
O aparelho, através de sua fonte interna, faz circular uma corrente
elétrica I entre as duas hastes externas que estão conectadas aos
terminais de corrente C1 e C2.
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Devem ser feitas várias leituras, para vários espaçamentos;
- O método considera a corrente que passa entre as hastes externas,
a uma profundidade igual a “a”;
- Assim, variando-se a distância entre as hastes, varia-se também a
profundidade da leitura no solo, possibilitando descobrirmos as
características do subsolo, ou de materiais lá existentes.
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1. Medição da resistividade do solo em várias profundidades;
• Posicionamento físico das medidas (NBR 7117)
2. Fazer a estratificação do Solo em camadas;
• É um trabalho de Engenharia e Cálculos Matemáticos;
• É onde se determina com alguma precisão as camadas do solo e
a previsão dos tipos de solo, ou outros materiais existentes em
determinadas profundidades.
• No exemplo a seguir, o solo é estratificado em duas camadas.
Ver a figura abaixo:
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2. Fazer a estratificação do Solo em camadas;
• No exemplo a seguir, o solo é estratificado em três
camadas. Ver a figura abaixo:
•
Até este passo foram obtidos 1, h1, h2, 2 e 3. Havendo mais
trechos da
curva (a) x a deve-se repetir o processo até o sétimo passo.
•
A figura abaixo mostra o solo estratificado em três camadas
•
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3. Escolha do tipo de aterramento;
- O projetista escolhe o tipo de aterramento, baseado em parâmetros
como:
- Espaço disponível (área) para a construção do aterramento;
- Tipo de Terreno; por exemplo, camada espessa de rocha próxima à
superfície, sugere aterramento por condutores horizontais e não
hastes verticais;
-Finalidade do aterramento; por exemplo em Subestações, é normal
se optar por malhas cheias de aterramento;
• Escolhe-se então uma geometria definida, ou combinações destas
conforme exemplos a seguir;
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Transformador
Poste
Solo
- Aterramento com apenas uma haste.
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4.6 Dimensionamento do sistema de aterramento formado por
hastes alinhadas em paralelo, igualmente espaçadas.
• É um sistema simples e eficiente, muito empregado na distribuição
e aterramento de equipamentos isolados.
– Combinação de Cabo mais Hastes alinhadas em paralelo.
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• Aterramento em forma de anel; utilizando apenas cabo no aterramento.
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Dimensionamento de sistema de aterramento com hastes em triângulo.
- Para este sistema as hastes são cravadas nos vértices e às vezes nos
lados de um triângulo eqüilátero.
a
Req  K R1haste
- Configuração muito usada quando o terreno é pequeno e apenas uma ou
duas hastes não são suficientes para atingir a resistência desejada.
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•
Dimensionamento de sistemas com hastes em
quadrado vazio.
e
e
– Quadrado vazio.
• A resistência equivalente do sistema é dada pela expressão
conhecida:
Req  K R1haste
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– Dimensionamento de sistema com hastes em quadrado
cheio;
e
e
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• Como Construir um Sistema de Aterramento;
• Esta é a parte prática, onde iremos montar o o projeto.
Agora precisaremos de um profissional cuidadoso,
que tenha habilidade, atenção e conheça os conceitos
de segurança e execução de instalações elétricas;
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• Uso de ferramentas e materiais adequados como:
M
a
t
e
r
i
a
l
-Caixa de inspeção, haste cobreada no tamanho determinado pelo
projetista, conectores do tipo cabo haste ou do tipo grampo,
condutor na cor verde-amarela ou verde, terminal à pressão, balde
com água, um pedaço de caibro, marreta, chave de boca,
canivete, colher de pedreiro, cavadeira, brita e EPI's (luvas, óculos
e capacete).
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Aterramento executado sem os devidos cuidados.
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O problema do aterramento utilizando hastes:
- Espera-se que o aterramento se torne melhor, à medida em
que mais hastes são colocadas... Isto muitas vezes é uma ilusão.
Vejamos abaixo, o comportamento de uma haste, quando por ela
passa uma corrente elétrica:
Cabo de Aterramento
i
Solo
Correntes e Curvas de potencial em uma Haste.
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Superfícies de mesmo potencial, vistas nas literaturas.
– Superfícies equipotenciais de uma haste
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Interligação de hastes em paralelo
- A interligação de hastes em paralelo diminui sensivelmente o valor
da resistência do aterramento.
- Não segue a lei simples do paralelismo de resistências elétricas
em função da interferência nas zonas de atuação das superfícies
Equipotenciais.
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Vejamos o comportamento de duas hastes próximas.
i
i
Solo
Veja a Zona de Conflito
entre as duas hastes.
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– No caso de duas hastes cravadas no solo homogêneo
distanciadas de “a” tem-se as seguintes superfícies
equipotenciais:
– Veja a Zona de interferência nas linhas equipotenciais entre as
duas hastes.
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•A figura abaixo mostra as linhas equipotenciais resultantes do conjunto
formado pelas duas hastes.
O espaço entre as duas hastes
se anula em termos elétricos.
•
A zona de interferência das linhas equipotenciais causa uma área
de bloqueio de forma que a resistência elétrica de um conjunto de duas
hastes é:
R1haste
2
 R2 haste  R1haste
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Aumentando a distância entre as hastes, a zona de conflito
diminui e o aterramento funciona melhor.
i
i
Solo
• Por esta razão, a menor distância entre duas hastes, deve ser
igual ou maior que o comprimento de uma delas.
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•O Sistema de Aterramento na Indústria;
– PARA QUE SERVE O ATERRAMENTO ELÉTRICO NA INDÚSTRIA ?
Neste Caso o aterramento elétrico tem três funções principais :
a – Proteger o usuário do equipamento das descargas atmosféricas,
ou outros tipos de descarga, através da viabilização de um caminho
alternativo para a terra.
b – “ Descarregar” cargas estáticas acumuladas nas carcaças das
máquinas ou equipamentos para a terra.
c – Facilitar o funcionamento dos dispositivos de proteção (fusíveis,
disjuntores, etc.), através da corrente desviada para a terra.
Vejamos a seguir alguns exemplos:
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Pátios de Subestações Energizadas
Principais perigos em uma subestação de AT
Tensão de Toque
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Pátios de Subestações Energizadas
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Pátios de Subestações Energizadas
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Aterramento na carcaça de um grande transformador.
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Aterramento na carcaça de outro grande transformador.
Equipamentos de Subestações Energizadas
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Pátios de Subestações Energizadas
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Aterramento de Painéis Elétricos
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Aterramento de partes metálicas.
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Aterramento de blindagens de cabos e circuitos de comando.
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• Nas Oficinas e nas fábricas, as partes energizadas, principalmente
as Acionadas por motores elétricos, devem ser muito bem aterradas.
Motor Elétrico de Grande Porte
Motor Elétrico de Pequeno Porte
Nos motores elétricos, a corrente elétrica entra e passa pelas bobinas,
a fim de fazer o motor girar. No entanto, se houver um problema com
o isolamento interno, esta corrente sai para a carcaça, podendo causar
acidentes. Por isso devemos aterrar todos estes motores.
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Vejam o que comentamos anteriormente:
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• Nas oficinas, as máquinas que possuem partes energizadas,
devem ter suas caraças aterradas.
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• Nas oficinas, as máquinas que possuem partes energizadas,
devem ter suas caraças aterradas.
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• Nas oficinas, as máquinas que possuem partes energizadas,
devem ter suas caraças aterradas.
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Nas Residências Principalmente:
Utilize somente tomadas com três pinos, pois estas possuem um pino
destinado à conexão do fio terra.
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O aterramento Elétrico nas Residências
• Nas residências o Aterramento Elétrico tem tanta Importância quanto
na indústria. Basta considerar que nas residências a maioria das pessoas
não possuem habilidade diante dos fenômenos elétricos.
Assim, algumas recomendações devem ser seguidas:
1- Ao projetar sua residência, durante a construção, colocar fios terra em
todos os pontos estratégicos, como tomadas, quadros de energia, e.tc..
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Utilizar todas as tomadas com três pinos, de preferência que seja
adaptável para pinos chatos e pinos cilíndricos;
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Nas Residências Principalmente, evite os adaptadores:
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• Tipos de tomadas que não devem ser utilizadas, por não terem o
pino como opção para o aterramento.
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- Nunca deixar eletrodomésticos como geladeiras, fogões, máquinas
de lavar, aparelhos de ar condicionado, chuveiros e.t.c., sem a ligação
à terra, ver figuras abaixo.
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- Nunca deixar eletrodomésticos como geladeiras, fogões, máquinas
de lavar, aparelhos de ar condicionado, chuveiros e.t.c., sem a ligação
à terra, ver figuras abaixo.
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Tomadas com “Filtro”, porém sem a ligação à terra.
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- Em termos de segurança, devem ser aterradas todas as partes metálicas
que possam eventualmente ter contactos com partes energizadas.
- A partir do aterramento deve-se providenciar uma sólida ligação às partes
metálicas dos equipamentos.
Tomando como exemplo uma residência, os seguintes equipamentos
devem ser aterrados: Condicionador de ar, chuveiro elétrico, fogão, quadro
de medição edistribuição, lavadora e secadora de roupas, torneira elétrica,
lava-louça, refrigerador e freezer, forno elétrico, tubulação metálica,
tubulação de cobre dos aquecedores, cercas metálicas longas, postes
metálicos e projetores luminosos.
- Na industria e no setor elétrico, uma análise apurada e crítica deve ser
feita nos equipamentos a serem aterrados para se obter a melhor
segurança possível.
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Considerações Finais
Cuidados ao contratar os serviços de Aterramento Elétrico:
•
A grande maioria não tem domínio da complexidade destes
serviços, construindo Sistemas de Aterramento sem a mínima noção.
*** Para sabermos se o profissional tem segurança no que está
fazendo, devemos questionar o seguinte:
• Conhecimento e estratificação do solo no local do aterramento;
• O porque do comprimento das hastes;
• O porque da quantidade de hastes;
• O porque da configuração: Hastes mais cabo ou somente cabo;
• O porque da geometria utilizada: Hastes em triângulo, hastes em
linha, malha quadrada;
Obs.: Não se copia projetos de aterramentos de um local para o outro,
pois em curtas distâncias, as propriedades do solo podem ser totalmente
diferentes.
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FIM...
OBRIGADO!!!