Uma viagem pelas instalações elétricas. Conceitos & aplicações

Transcrição

1 Uma viagem pelas instalações elétricas. Conceitos & aplicações

2 MATERIAIS PARA SISTEMAS DE ATERRAMENTO Rinaldo J. Botelho

3 ABNT NBR /4 -TERMOS E DEFINIÇÕES 3.15 sistema de aterramento Sistema completo que combina o subsistema externo de aterramento e o sistema de equipotencialização. É definido também como o conjunto de todos os eletrodos e condutores de aterramento interligados ou não assim como partes metálicas que atuam direta ou indiretamente com a função de aterramento SPDA externo (external lightning protection system) parte do SPDA composto pelos subsistemas de captação, descida e aterramento SPDA interno (internal lightning protection system) parte do SPDA consistindo em ligações equipotenciais e/ou isolação elétrica do SPDA externo subsistema de captação (air-termination system) parte de um SPDA externo usando elementos metálicos como hastes, condutores em malha ou cabos em catenária, projetados e posicionados para interceptarem descargas atmosféricas subsistema de descida (down-conductor system) parte de um SPDA externo que tem como objetivo conduzir a descarga atmosférica do subsistema de captação ao subsistema de aterramento subsistema de aterramento (earth-termination system) parte de um SPDA externo que tem como objetivo conduzir e dispersar a descarga atmosférica no solo

4 ABNT NBR TERMOS E DEFINIÇÕES 3.1 aterramento ligação intencional de parte eletricamente condutiva à terra 3.2 circuito terra circuito elétrico formado pelos componentes responsáveis pelo escoamento da corrente de falta fase-terra (ou de uma fração dela) para o solo 3.3 condutor de aterramento condutor ou elemento metálico que faz a ligação elétrica entre uma parte de uma instalação que deve ser aterrada e o eletrodo de aterramento 3.8 eletrodo de aterramento elemento ou conjunto de elementos do sistema de aterramento que assegura o contato elétrico com o solo e dispersa a corrente de defeito de retorno ou de descarga atmosférica na terra

5 SISTEMAS DE ATERRAMENTO SOLO Características elétricas resistividade MATERIAIS Características elétricas e mecânicas NORMA ABNT NBR REQUISITOS GERAIS

6 ABNT NBR GARANTIR QUE OS MATERIAIS ATENDAM AOS REQUISITOS MECÂNICOS E ELÉTRICOS DE PROJETO GARANTIR A DURABILIDADE DOS MATERIAIS DURANTE A VIDA UTIL DO SISTEMA DE PROTEÇÃO GARANTIR A EFICIÊNCIA DOS MATERIAIS QUANDO SUBMETIDO ÀS SOLICITAÇÕES MAIS EXTREMAS

7 ELETRODO DE ATERRAMENTO CABOS E CONDUTORES CABOS DE COBRE CABOS AÇO GALVANIZADO CABOS AÇO COBREADO FITAS DE COBRE FITAS DE AÇO GALVANIZADO

8 ELETRODO DE ATERRAMENTO HASTES HASTES DE COBRE HASTES DE AÇO COBREADO HASTES DE AÇO ZINCADO HASTE EM AÇO INOXIDÁVEL

9 ELETRODO DE ATERRAMENTO CONEXÕES SOLDA POR ELETRODO SOLDA EXOTÉRMICA CONEXÃO MECÂNICA (PARAFUSO) CONEXÃO POR COMPRESSÃO

10 ELETRODO DE ATERRAMENTO SOLO GEL PARA BAIXAR RESISTIVIDADE

11 TIPOS DE CONEXÕES

12 CONECTOR TIPO MOLA OU CUNHA

13 CONECTORES MECÂNICOS (PRESSÃO) CONTATO PRECÁRIO

14 NORMA ABNT NBR ELEMENTOS DE FIXAÇÃO NÃO PODEM SER FERROSOS

15 CONECTORES DE PRESSÃO

16 PADRÕES DE MATERIAIS - TERMINAIS

17 EMENDA POR COMPRESSÃO

18 CONEXÃO EXOTÉRMICA

19 Cabo de cobre CABO NORMATIZADO CABO GENÉRICO SEÇÃO CALCULADA 125 mm2 SEÇÃO CALCULADA 93 mm2

20 HASTES DE ATERRAMENTO NBR HASTE DE BAIXA CAMADA HASTE 5/8 REAL 14,5mm CAMADA COBRE 0,254mm HASTE 5/8 REAL 11,9mm CAMADA COBRE 0,015mm

21 Cálculo da capacidade do condutor em ampères (consulte a Norma IEEE [B5] e [B12] de J. G. Sverak). A equação a seguir pode ser utilizada para calcular a capacidade em ampères para qualquer condutor cujas constantes materiais sejam conhecidas, ou que podem ser determinadas pelo cálculo: onde: I corrente rms em ka, A condutor com seção transversal em mm 2, T m temperatura máxima admissível em ºC, T a temperatura inicial do condutor em ºC, T r temperatura de referência para as constantes de materiais em ºC, 0 coeficiente térmico de resistividade em 0ºC, r coeficiente térmico de resistividade na temperatura de referência em T r, r resistividade do condutor de aterramento na temperatura de referência em T r, em -cm, K 0 1/ 0, ou (1/ r )-T r em ºC, T c tempo do fluxo da corrente em segundos, TCAP fator de capacidade térmica em joules/cm 3 /ºC.

22 Tabela C.1 Constantes de Material Descrição Condutividade do Material (%) Fator 20ºC K 0 (1 0 0ºC Temperatura de Fusão (ºC) 20ºC ( -cm) Fator TCAP do valor efetivo (J/cm 3 /ºC) Cobre, estirado doce 100 0, ,724 3,422 e recozido Cobre estirado duro comercial 97 0, ,777 3,422 Cabo com alma de aço 40 0, ,397 3,846 revestido de cobre Cabo com alma de aço 30 0, ,862 3,846 revestido de cobre Vareta a com alma de aço ,621 3,846 aglutinada com cobre Alumínio, grau EC ,862 2,556 Liga de alumínio ,5 0, ,223 2,598 Liga de alumínio ,5 0, ,284 2,598 Alma de aço revestida de 20,3 0, ,481 2,67 alumínio Aço, Nº ,8 0, ,9 3,284 Aço inoxidável, 2,4 0, ,032 Nº 304 Vareta b com alma de aço inoxidável revestida de aço inoxidável 9,8 0, ,5 4,443 Alma de aço revestida de zinco 8,6 0, ,1 3,931 a Vareta de aço aglutinada com cobre baseada na espessura do cobre de 0,254 mm. b Vareta revestida de aço inoxidável com base na espessura do aço inoxidável Nº 304 de 0,508 mm sobre a alma de aço Nº 1020.

23 ENSAIO FORÇA ELETROMAGNÉTICA

24 ENSAIO DE CURTO CIRCUITO

25 ENSAIO DE CURTO CIRCUITO CLIQUE SOBRE A FIGURA PARA ASSISTIR AO ENSAIO A POR 12 SEGUNDOS CABO 120mm2

26 ENSAIO DE CURTO CIRCUITO O CONDUTOR SE FUNDE E A SOLDA FASTWELD PERMANECE INTACTA

27 ENSAIOS EM CONEXÕES FASTWELD

28 ENSAIOS EM CONEXÕES FASTWELD

29 RESULTADO DE ENSAIOS

30 RESULTADO DE ENSAIOS

31 MELHORAMENTO DO SOLO Requisitos: - Não tóxico - Não agressivo ao meio ambiente - Baixa resistividade - Alto índice de absorção de umidade - Baixo nível de corrosividade - Não lixiviável

32 MELHORAMENTO PARA O SOLO

33 MELHORAMENTO PARA O SOLO

34 MELHORAMENTO PARA O SOLO

35 MELHORAMENTO DO SOLO Resultados esperados - Ganho mínimo de 2,5 vezes o diâmetro do eletrodo de aterramento - Aditivo + solo = resistividade mínima 10 Ωm para solos de 250 Ωm - Retenção de água = >30%

36 CONCLUSÃO UM SISTEMA PARA SER FUNCIONAL PRECISA UTILIZAR MATERIAIS DE QUALIDADE QUE ATENDAM AS EXIGÊNCIAS NORMATIVAS

37 OBRIGADO Eng. Rinaldo J. Botelho