Possibilidades de corrente através do corpo humano

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1 1 Medidas de proteção em instalações elétricas Existe sempre o perigo de vida se o homem conectar em uma instalação elétrica, por intermédio de sua própria pessoa, 2 pontos submetidos a tensões diferentes, relativamente. Com isso aparece um circuito fechado em que o corpo humano é ligado diretamente ou através de condutores dos aparelhos, ou outras partes condutoras. Possibilidades de corrente através do corpo humano 1 A corrente pode fluir de um condutor de uma rede ligada à terra para seu funcionamento, à terra através do homem. Contato de posição entre uma fase e o terra 2 A corrente pode fluir de um condutor de uma rede não aterrada, se, por exemplo, o condutor externo T estiver aterrado por falha de isolação. Contato entre uma fase e o terra provocado pelo mau isolamento de outra fase.

2 2 3 Uma rede sem aterramento funcional e sem erros de isolação, pode tornar-se perigosa se um condutor fase é tocado e, através de capacitâncias de terra de condutores longos, o circuito se fechar. mau Contato entre fases pela aproximação excessiva de fases com relação a terra e isolamento das mesmas 4 - Torna-se perigoso, mesmo em condições bem isoladas, se o ser humano tocar 2 condutores sob tensão. Contato direto entre as fases mesmo com total isolamento. 5 Os aparelhos condutores (motores, fogões elétricos, chuveiros) que pelo funcionamento não carregam tensão podem, devido a falha de isolamento, apresentar tensões em relação a terra. Por exemplo, uma carcaça de um motor pode estar submetida a uma tensão devido a uma isolação falha de um dos enrolamentos (contato de carcaça). Esta tensão que o homem conecta em relação a terra, ao tocar o corpo do motor, é denominada de tensão de contato Uc. Ela pode assumir valores perigosos, razão pela quais medidas de proteção contra altas tensões de contato são de suma importância.

3 3 Contato entre a carcaça de máquinas e a terra ou mau aterramento. Efeitos da corrente sobre o corpo Os efeitos da corrente elétrica que fluem em caso de acidente, através do corpo humano, dependem primordialmente do valor, do intervalo de ação e da freqüência desta. Diferenciam-se 4 faixas de perigo em corrente alternada : 1 A faixa 1 até 25 ma pode causar câimbras musculares. Via de regra, este valor de corrente é inofensivo mesmo durante períodos maiores. 2 A faixa 25 a 80 ma provoca câimbras dos músculos do aparelho respiratório. A partir de 50 ma podem ocorrer desmaios com conseqüências fatais, devido à parada respiratória. 3 A faixa 80 ma a 3 A leva os aurículos a vibrações de conseqüências fatais. Excepcionalmente perigosas são as freqüências de 250 Hz. 4 A faixa acima de 3 A As correntes com esta intensidade, só são alcançadas nas linhas de alta tensão. Sua conseqüência é quase sempre fatal. Possíveis passagens da corrente elétrica pelo coração.

4 4 Alguns valores experimentais: Resistência interna do corpo humano: Rk = Esta resistência da pele é um valor bastante variável e depende do estado momentâneo da pele (seca, úmida, molhada, suor, calor, etc.) e da área de contato. Resistência de contato Rc = 15 a 50. Se tomarmos uma corrente limite admissível de 50 ma ver faixa 2 acima, podemos calcular a tensão de contato perigosa. UB = If. Rk = 0, = 65 V Tipos de falhas, erros e defeitos. - Falha na isolação é o fundamental do defeito da isolação; - Ligação de carcaça é uma ligação condutora da aparelhagem elétrica devido a um defeito qualquer entre uma parte condutora que não pertence ao circuito de operação, e outra que pertence ao circuito. - Curto circuito é uma conexão condutora entre duas partes submetidas respectivamente a tensões, se neste circuito de corrente de fuga não estiver intercalada nenhuma resistência útil; - Contato com a terra é uma ligação entre um condutor ligado a terra por principio de funcionamento ou por um defeito ou por arco voltaico. - Total ligação da carcaça, de terra ou de curto circuito existe se a conexão condutora praticamente não apresenta nenhuma resistência no contato com a ligação defeituosa; - Parcial ligação de carcaça, de terra ou curto circuito existe se a conexão condutora não apresenta algum valor de resistência no contato com o local defeituoso; - Corrente de fuga If (de avaria) é a corrente que flui em caso de defeito ou falha de isolação da carcaça ou máquina; - Tensão de fuga Uf é a tensão que aparece, devido um defeito, entre as partes condutoras não pertencentes ao circuito normal de funcionamento e passiveis ao contato, uma em relação a outra ou cada uma em relação à

5 5 terra. Esta tensão Uf deve ser medida com um voltímetro de resistência interna de aproximadamente 40 k. Também pode aparecer entre dois aparelhos diferentes ou entre aparelhos e partes aterradas. - Tensão de terra Ut é a tensão que aparece, dada uma corrente de fuga através de uma tomada e a terra de referencia. É medida da mesma forma que a tensão de fuga; - Tensão de contato Uc é uma parte da tensão de fuga ou de terra que pode ser contatada pelo ser humano. As tensões de contato são medidas com um medidor, cuja resistência interna valha 3 k. - Tensão de passo Up é a parcela de tensão de terra que pode ser posta em contato por um individuo, cujo comprimento de passo é de aproximadamente 1 m (é a tensão entre duas equipotenciais no solo, distantes 1m entre si). Medidas de proteção contra altas tensões A isolação de proteção tem como função evitar o contato de uma tensão de contato demasiadamente alta, com um elemento condutor em ligação com a terra ou com a posição do individuo. - Todas as partes condutoras ao alcance do contato de um equipamento elétrico, que em caso de falha pode apresentar tensão, devem ser cobertas ou envoltas, sob pressão com algum isolante de modo fixo e durável; - Em lugar de isolação completa, alem da isolação de funcionamento, todas as partes passiveis de um contato devem ser isoladas de todos os pontos que possam apresentar tensões no caso de falha ou danos; - Isolação de posição. Só é permitida em máquinas e instrumentos de posição fixa. Na aplicação deste tipo de isolamento tanto o solo, quanto as partes ao alcance manual, em contato com a terra, devem ser cobertos com isolante. OBS: Aparelhos com isolação de proteção devem apresentar a identificação da isolação. Não é permitido como isolação: - Coberturas de laca ou esmalte. - Camadas de óxidos. - Invólucros de fibra.

6 6 Isolamentos com isolamento o terra e distancia e ligação entre máquinas com deficiência de Exemplo de possíveis situações de exposição a tensões 1 Dois condutores Determinar a corrente à qual esta exposto o eletricista da figura, em contato com dois condutores de potencial Ut = 220V. As resistências que podem ser levadas em conta são: Resistências de contato Rc1 e Rc2 = 30 A corrente é a mesma pois as resistências estão associadas em série. Rc1+Rc2 +Rk = = 1360 A corrente sera: Ic = 220/1380 = 0,16 A ou 160 ma Bem maior que 50 ma Risco de vida 220 V Qual a tensão que cruza o corpo do eletricista Uk = Ic x Rk = 0,16 x 1300 = 208 V.

7 7 2 Tensão de passo Se entre o condutor e a terra flui uma corrente de 0,5 A, qual a tensão a que está submetido o homem, sendo que o solado do sapato do mesmo possui uma resistência de isolamento de contato de 300 e resistência de terra de 800. O total da resistência será: = Rt R R R R c1 c2 k t = Rt A tensão de aterramento é : Rt Ut = 563 x 0,5 = 281 V A corrente só no trecho do circuito humano será: 281 Ih = = 0,148 A que é a corrente que passa 1900 pelo corpo humano, portanto com perigo de vida: e a tensão correspondente será então: Uk = 0,148 x 1300 = 192,4 V pode ser fatal.

8 8 3 Contato com carcaça com isolamento imperfeito Sendo a resistência de isolamento da máquina Rf = 400 e a resistência de aterramento de 600, com a resistência do solado do sapato total de Rc1+Rc2 = 150, calcular a corrente que flui pelo homem, sendo a tensão de fuga de 110 V. A resistência total do circuito será: Rt = Rf+Rc1+Rk+Rc2+Re = 2450 It = Ik = 110/2450 = 0,044 A ou 44 ma A tensão a que está sujeito o homen será: Uk = 0,044 x 1300 = 47 V. 110 V Exercício proposto 4 Determinar a corrente que passa pelo operador de uma máquina, sendo a tensão de terra de 90 V e Rf = 200 Rc1 e Rc2 = 60, Re = 300, Rsp = 400 e Rhe = V

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