CÁLCULO DA MALHA DE ATERRAMENTO DA SUBESTAÇÃO

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INSTITUTO UNIFICADO DE ENSINO SUPERIOR

OBJETIVO – IUESO

CÁLCULO DA MALHA DE ATERRAMENTO DA SUBESTAÇÃO

GOIÂNIA – GO

2015

CÁLCULO DA MALHA DE ATERRAMENTO DA SUBESTAÇÃO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito parcial para a conclusão do Curso de Graduação em Engenharia Elétrica.

Orientador: Prof. Me. Luis Silva Arantes

GOIÂNIA – GO

2015

CÁLCULO DA MALHA DE ATERRAMENTO DA SUBESTAÇÃO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Unificado de Ensino Superior Objetivo como requisito parcial para a Conclusão do Curso de Graduação em Engenharia Elétrica.

Goiânia, 23 de fevereiro de 2015.

Nota___________

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Prof. Me. Luis Silva (Orientador)

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Prof. Me. Renan Ferreira

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Eng. Marcos Costa Ribeiro

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AGRADECIMENTOS

Agradecemos à Deus por ter nos ajudado a concluir mais uma etapa importante em nossa vida acadêmica.

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RESUMO

Este trabalho apresenta um estudo de caso do projeto de aterramento da UTE de Maranhão.

A preocupação com a segurança de pessoas e com a continuidade do fornecimento de energia elétrica está diretamente ligada ao sistema de proteção de uma usina e também de sua subestação. Os valores máximos de tensão de toque e passo suportados pelo ser humano devem ser levados em consideração em qualquer projeto de malha de aterramento.

O solo, quase que em sua maioria, passa por tratamentos específicos de estratificação, para alcançar valores permissíveis de resistividade. Os arranjos da malha de aterramento, bem como sua área de extensão e abrangência estão definidos conforme a necessidade de cada setor envolvido no projeto, ou seja, áreas administrativas, pátio gerador, tanques de armazenamento de diesel e subestação.

A importância da corrente de curto-circuito está diretamente ligada ao dimensionamento construtivo da malha, pois seus condutores devem suportar os fatores térmicos e mecânicos de uma máxima corrente de falta fase-terra e fenômenos atmosféricos sem danificar os equipamentos e garantir a segurança das pessoas, tanto no interior da malha, quanto na área perimetral à mesma.

No estágio final do processo, um passo não menos importante é a medição final da resistência de aterramento definida em cálculos. O alcance deste valor, ou próximo, sem dúvida será o sucesso ou não, das etapas que o antecedem e quando não há o alcance do valor desejado é necessário buscar meios técnicos que sejam aceitáveis e seguros para pessoas e equipamentos.

Palavras chaves: Malha de aterramento, segurança e proteção das pessoas e equipamentos.

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ABSTRACT

Concern about the safety of people and the continued supply of electricity is directly connected to the system of protection of a plant and also its substation. The maximum touch voltage, step and mesh supported by a human being should be taken into consideration in any project of grounding grid.

The soil, almost mostly undergoes a specific treatment stratification to reach permissible values ​​of resistivity. The arrangements of the ground grid as well as its extension area and scope are defined as needed for each sector involved in the project, ie, administrative areas, patio generator, diesel storage tanks and substation.

The importance of short-circuit current is directly linked to the constructive design of the grid because their drivers must withstand the thermal and mechanical factors of a maximum fault current phase-earth and atmospheric phenomena without damaging the equipment and ensuring the safety of persons, both within the mesh, as in the perimeter area to it.

In the final stage of the process, a step no less important is the final measurement of earth resistance defined in calculations. The range of this value, or near, no doubt will be successful or not, the steps that precede and when there is not the desired value is reached is necessary to seek technical means that are acceptable and safe for people and equipment.

Keywords: Ground loop, safety and protection of persons and equipment

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Diagrama Perfil de potencial de uma haste quando for injetado uma corrente        19

Figura 2– Linhas de equipotencial em uma malha de aterramento        21

Figura 3 – Distribuição de potencial no interior das malhas básicas        21

Figura 4 – Solo estratificado em várias camadas        22

Figura 5 – Solo estratificado em duas camadas        22

Figura 6 – Solo de duas camadas        23

Figura 7 – Esquema de ligações do Método de Wenner. “e” – distância entre eletrodos, “M’” – profundidade dos eletrodos        28

Figura 8 – Configuração do Método de Wenner        28

Figura 9 – Zonas de risco (adaptada da norma NBR6533)        33

Figura 10 – Demonstração de um indivíduo submetido a uma tensão de passo        35

Figura 11 – Esquema elétrico para condição de tensão de passo        35

Figura 12 – Demonstração de um indivíduo submetido a uma tensão de toque        37

Figura 13 – Esquema elétrico para condição de tensão de toque        37

Figura 14 – Esquema de ligação com 4 terminais utilizando o Megger        41

Figura 15 – Vista superior onde foi executada a obra        44

Figura 16 – Croqui da obra        44

Figura 17 – Vista geral da UTE e Subestação        45