Medição da Resistividade de Solo e Resistência de Terra

Transcrição

1 Universidade Federal de Itajubá UNIFEI Medição da Resistividade de Solo e Resistência de Terra Prof. Dr. Fernando Nunes Belchior fnbelchior@hotmail.com fnbelchior@unifei.edu.br

2 1. Medição de Resistividade de Solo Os sistemas de aterramento das instalações elétricas de grande porte são devidamente projetados e calculados, levando-se em consideração os fatores técnico e econômico. No cálculo são utilizados alguns parâmetros, sendo um deles a resistividade do solo. É feita para se projetar uma futura malha de terra: A resistividade do solo tem largas faixas de variação, principalmente em função de: (a) Tipo do solo; (b) Composição química do solo; (c) Umidade do solo; (d) Temperatura do solo.

3 1. Medição de Resistividade de Solo (a) Tipo de solo (b) Composição química do solo, quantidade de sais nele dissolvidos

4 1. Medição de Resistividade de Solo (c) Umidade do solo (d) Temperatura do solo

5 1. Medição de Resistividade de Solo 1.1. Método de Medição 1.2. Condições de Medição

6 1. Medição de Resistividade de Solo 1.1. Método de Medição Basicamente existe o método dos 4 eletrodos (2 de corrente, 2 de potencial) chamado também de Megger de terra.

7 1. Medição de Resistividade de Solo 1.1. Método de Medição Para deflexão zero no galvanômetro obtém-se R. KR. K 1 4..a 2a 2a a 4b 4a 4b ρ resistividade do solo [Ω.m]; R medida pelo instrumento [Ω]; a e b metros; Para b a/ ar.

8 1. Medição de Resistividade de Solo 1.2. Condições de Medição a) Normalmente, b 70 cm; a = 2, 4, 8, 16, 32 m, perfazendo um conjunto de medidas; b) Fazer medições em dias secos (pior situação); c) Manter a haste J em seu lugar e movimentar as outras longitudinalmente; d) Durante a medida, desenergizar linhas de transmissão ou subestações muito próximas (centenas de metros), para evitar ruídos.

9 K 1 1. Medição de Resistividade de Solo 4..a 2a 2a a 4b 4a 4b Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI 1.2. Condições de Medição Valores numéricos de K para vários afastamentos a e correspondentes aprofundamentos b, em metros

10 Exemplo de medição de resistividade do solo Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI 1. Medição de Resistividade de Solo 1.2. Condições de Medição

11 1. Medição de Resistividade de Solo 1.2. Condições de Medição

12 1. Medição de Resistividade de Solo Quantidade e localização das medições: 1.2. Condições de Medição Geralmente os projetistas das malhas de aterramento indicam as direções em que devem ser efetuadas as medições. 1ª leitura: afastamento entre hastes: a=2m; 2ª leitura: afastamento entre hastes: a=4m; 3ª leitura: afastamento entre hastes: a=8m Repetem estes afastamentos para as novas leituras nas outras direções.

13 1. Medição de Resistividade de Solo Ampliação de subestações (SE) existentes: 1.2. Condições de Medição Devem ser feitos pelo menos 2 grupos de medições, sendo o ideal 4 grupos de medições. A SE deve estar desenergizada por ocasião das medições.

14 2. Medição de Resistência de Terra É feita para se medir o aterramento de uma malha de terra já existente Materiais necessários; 2.2. Tipos de aterramento; 2.3. Curva de distribuição de potenciais entre dois eletrodos; 2.4. Ordem de grandeza; 2.5. Melhoria da resistência de terra; 2.6. Método de medição da resistência de terra.

15 2. Medição de Resistência de Terra Assegurar proteção do material; Segurança do pessoal das instalações em geral; Melhoria dos serviços elétricos. Um aterramento para desempenhar satisfatoriamente a sua finalidade deve ter baixa resistência de terra, afim de que uma corrente elétrica que chegue ao mesmo possa facilmente circular para uma terra circunvizinha.

16 2. Medição de Resistência de Terra 2.1. Materiais necessários a) Eletrodo de aterramento: tubo de ferro galvanizado de 3m de comprimento e ¾ de diâmetro; cantoneira de ferro galvanizado de 3m; haste copperweld: varão de aço recoberto com uma camada de cobre; chapa de cobre. b) Condutor de ligação entre o equipamento e o eletrodo de aterramento; c) Terra envolvente ao eletrodo de aterramento. Uma vez medida a resistividade do solo, calculada a malha de terra e tendo-a feita, mede-se a resistência de terra, ou seja, da malha de terra.

17 2. Medição da Resistência de Terra 2.1. Materiais necessários Esquema de aterramento

18 2. Medição da Resistência de Terra 2.2. Tipos de Aterramento a) Aterramento de serviço: (parte integrante dos circuitos elétricos) aterramento do ponto neutro dos transformadores trifásicos ligados em estrela; aterramento do fio neutro das redes de distribuição elétrica; aterramento que serve de retorno nos circuitos elétricos. b) Aterramento de segurança: (evitam acidentes) aterramento da carcaça dos motores; aterramentos das partes metálicas não-energizadas das instalações elétricas; aterramento dos medidores de energia elétrica, dos cubículos de medição, do secundário dos transformadores para instrumentos.

19 2. Medição de Resistência de Terra 2.3. Curva de Distribuição de Potenciais entre dois eletrodos Distribuição de potencial entre 2 eletrodos R X V XH I H X

20 2. Medição de Resistência de Terra Varia-se a posição do eletrodo C até atingir o patamar onde se mede a resistência de terra. A distância depende do tipo de aterramento (singelo ou maiha), normalmente é superior a 30 metros. 2.3 Curva de Distribuição de Potencial entre dois eletrodos

21 2. Medição de Resistência de Terra Excelente: R T 5 Ω Bom: 5 Ω < R T 15 Ω Razoável: 15 Ω < R T 30 Ω Condenável: R T > 30 Ω 2.4. Ordem de grandeza da Resistência de Terra E depende de:. ρ sob Ω.m ;. profundidade das hastes ;. dimensão das hastes ;. qualidade do material das hastes.

22 2. Medição de Resistência de Terra 2.5. Melhoria da Resistência de Terra. aprofundamento das hastes;. aumento da quantidade de hastes;. tratamento do solo;. aumento da área própria das hastes.

23 2. Medição de Resistência de Terra 2.6. Método de Medição da Resistência de Terra Métodos:. Voltímetro / amperímetro;. Instrumento tipo universal;. Instrumento tipo zero central.

24 2. Medição de Resistência de Terra 2.6. Método de Medição da Resistência de Terra Voltímetro Amperímetro R X V I X

25 2. Medição de Resistência de Terra Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI 2.6. Método de Medição da Resistência de Terra Instrumento Tipo Universal Utiliza um galvanômetro quocientímetro onde a deflexão θ do ponteiro é proporcional ao quociente das correntes que entram em suas bobinas. K. V X I

26 2. Medição de Resistência de Terra Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI 2.6. Método de Medição da Resistência de Terra Instrumento Tipo Universal E - gerador C.C. à manivela; D e F - comutadores (CA/CC ou CC/CA); C1 e C2 - terminais de corrente; P1 e P2 - terminais de tensão; S - Mudança de escala.

27 2. Medição de Resistência de Terra 2.6. Método de Medição da Resistência de Terra Instrumento Tipo Universal Prefere-se corrente alternada no ensaio para evitar a eletrólise do solo e a polarização dos eletrodos durante o ensaio e conseqüentemente obter um falso valor.

28 2. Medição de Resistência de Terra Instrumento Tipo Zero Central No equilíbrio, R x. I = r. i 2.6. Método de Medição da Resistência de Terra i Rx r. Rx K. r I E = fonte de tensão alternada; H = capacitor para evitar entrada de correntes parasitas; C 1 e C 2 = bornes de corrente; P 1 e P 2 = bornes de tensão; R G = resistência graduada em Ω.

29 2. Medição de Resistência de Terra Instrumento Tipo Zero Central 2.6. Método de Medição da Resistência de Terra Os instrumentos dos tipos universal e zero central são os mais utilizados, tendo em vista:. Robustez;. Facilidade de operação;. Fonte de corrente no próprio corpo do instrumento;. Classe de exatidão da ordem de 3, perfeitamente aceitável nestas medições.

30 2. Medição de Resistência de Terra Tanto os instrumentos dos tipos universal, como zero central podem ser empregados para medição de resistência de terra e de resistividade do solo, sendo que para este segundo caso eles devem ser sempre providos de 4 terminais; É interessante observar que o condutor L fica em série com o eletrodo X, devendo, portanto, o valor da sua resistência elétrica ser subtraído do valor medido pelo instrumento para se obter o valor correto da resistência de terra.

31 Obrigado pela atenção!! FIM