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TESTES EM CAMPO DE MALHA DE ATERRAMENTO
22/08/2019 - O SETOR ELÉTRICO

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INTRODUÇÃO

As subestações elétricas devem ser aterradas para evitar que ocorram sobretensões ou choques elétricos durante faltas à terra que possam representar perigo às pessoas próximas às instalações e aos equipamentos contidos nessa. Para que um sistema de aterramento seja eficiente e seguro, é necessário que:

  • A resistência da terra seja a mais baixa possível, pois isso facilita a proteção do sistema contra faltas à terra e reduz as flutuações de tensão;
  • Não apareçam tensões elevadas em pontos acessíveis que provoquem a circulação de corrente superior à suportada pelo corpo humano;
  • Todas as estruturas metálicas, não expostas à tensão, deverão estar solidamente aterradas.

Para se realizar a medição de resistência de aterramento da malha, é possível se utilizar dois métodos:

  • Método da queda de potencial;
  • Método da queda de potencial com injeção de alta corrente.

Os princípios básicos dos dois métodos serão mostrados a seguir.

Além da medição de resistência da malha, é recomendável se fazer também as medições dos potenciais de passo e toque da subestação. Este assunto também será tratado a seguir.

 

MANUTENÇÃO PREVENTIVA: ENSAIOS 

- Método da queda de potencial

No método da queda de potencial, utiliza-se um equipamento específico (terrômetro) para se proceder com a medição da resistência da malha de aterramento. O método consiste, basicamente, em se fazer circular uma corrente, e medir a tensão entre a malha de aterramento e o terra de referência (terra remoto) por meio de um eletrodo auxiliar de terra, como mostrado na figura 1.

Para se obter a medição, o eletrodo de potencial deve ser deslocado ao longo de uma direção predefinida, em intervalos regulares de 5% da distância entre o eletrodo fixo de corrente e a malha de aterramento. Fazendo-se a leitura de resistência em cada posição, obtém-se a curva de resistência em função da distância.

Antes de se realizar as medições, deve-se notar que:

  • O terra medido deve estar desconectado do sistema elétrico;
  • A distância entre o eletrodo fixo de corrente e a malha deve ser de, no mínimo, três vezes a maior medida da malha de aterramento e preferencialmente maior que cinco vezes;
  • O teste deve ser realizado com o solo seco.

O método da queda de potencial com terrômetro, devido a vários fatores limitantes, não é indicado para sistemas de aterramento de grandes dimensões, tais como subestações de alta tensão; para estes sistemas, o método de injeção de alta corrente visto a seguir é mais indicado.

- Método da queda de potencial com injeção de alta corrente

Nesse método, o arranjo do teste e a avaliação dos resultados é similar ao mostrado no item anterior, porém, ao invés do uso de um terrômetro, utiliza-se uma fonte de tensão de alta potência e independente do sistema sob medição (exemplo: gerador).

Nesse caso, a corrente injetada deve ser a maior possível, obviamente, levando-se em consideração os limites de segurança. Valores mínimos de 10A são necessários, sendo que valores acima de 30A são mais próximos do ideal.

As medições devem ser realizadas com o solo seco e com a malha desconectada do sistema, além de:

  • O eletrodo fixo ou terra auxiliar deve ter a mínima resistência possível; o usual nesse caso, é se fazer uma malha de aterramento auxiliar com um conjunto de hastes de três metros interligadas;
  • O voltímetro utilizado para medir as tensões nas posições deve ter alta impedância.

Na avaliação dos resultados em ambos os métodos, a resistência medida deve ser a menor possível, e pode ser comparada com o valor de projeto da malha.

- Medição de potencial de toque

O potencial de toque é a diferença de potencial que aparece entre um ponto de uma estrutura metálica ao alcance da mão de uma pessoa e um ponto do chão afastado de 1 metro da base da estrutura.

Para se realizar a medição de potencial de toque em vários pontos de uma subestação de alta tensão, utiliza-se também uma fonte externa de tensão que faça circular uma corrente entre a malha de aterramento sob teste e uma malha auxiliar de baixa impedância.

Com a corrente circulando, faz-se diversas medições em pontos em que uma pessoa poderá encostar em estruturas metálicas dentro de uma subestação.

Os vários pontos medidos (exemplos: massas de equipamentos, portões, cercas, estruturas etc.) devem ser locados em um croqui da subestação, indicando a sua localização no terreno.

Para avaliação dos resultados, os valores de tensão medidos devem ser extrapolados da corrente de teste para a máxima corrente de curto-circuito fase-terra. Os valores extrapolados resultantes não devem ultrapassar os valores máximos dados pelo memorial de cálculo da malha de aterramento da subestação, considerando-se ainda uma margem de segurança.

- Medição do potencial de passo

O potencial de passo é a diferença de potencial que aparece entre dois pontos afastados de 1 metro, devido à circulação de corrente pela terra. Essa diferença de potencial é a que aparece entre os pés de uma pessoa afastados de 1 metro.

Aqui, utiliza-se a mesma fonte e arranjo do ensaio mostrado no item anterior. Também são medidos diversos pontos da subestação, mas, dessa vez, em locais de circulação das pessoas dentro da área a ser verificada.

- Manutenção geral da malha de aterramento

Basicamente, não existe manutenção a ser realizada na malha de aterramento, porém, deve-se garantir periodicamente que todas as conexões estão apertadas e que não existem condutores de terra seccionados.

Se existirem suspeitas de interrupção de circuitos de aterramento, deve ser verificada a continuidade com ohmímetro ou através de injeção de corrente.

Recomenda-se medir a malha de terra periodicamente para acompanhar a acomodação das camadas de terra do solo, principalmente, nos primeiros anos após a construção da subestação.

   

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