aterramento_medicaoderesistenciaaterramento

Aterramento e SPDA

Medio da Resistncia de

Aterramento

2013

Roteiro de experimento de medio: queda de potencial

Aterramentos independentes

L

LD 5

Apenas eletrodos suficientemente afastados podem ser considerados

independentes (Cotrim, 5 edio).

Em geral, na prtica, considera-se suficiente a distncia CINCO VEZES maior

que a maior dimenso do sistema de aterramento.

Aterramento 1 Aterramento 2

Aterramentos independentes

d

dD 5

Aterramento 1 Aterramento 2

Distribuio das Linhas de Corrente e

Equipotenciais

Seja um nico eletrodo hemisfrico de raio a num solo homogneo:

I

x

)(xV

Potencial V(x) nas vizinhanas

do eletrodo hemisfrico.

aa

0


Equipotenciais

O potencial V(x) dado pela expresso e tomado em relao ao infinito:

x

)(xV

aa0

xIxV

2

)(

aI

EV 2

O potencial na superfcie do eletrodo obtido impondo x = a, V(x=a)= VE,

Densidade de corrente e perfil de potencial

x

IxV

2)(

22)(

x

IxJ

I

x

J(x)

c

J(x), V(x)

x0

c

EJ

EV

Ddp entre um ponto P a uma distncia x e a

superfcie do eletrodo

a

V(x)

x

xa

IxV

x

IVxV E

11

2)(

2)(

0

A diferena de potencial, V, calculada em relao ao potencial na superfcie do eletrodo.

I

P x

A ddp entre o ponto P e a superfcie do eletrodo dada pela seguinte diferena:

VE V(x)

EVxV )(

Perfil de potencial e o terra remoto

A diferena de potencial entre a superfcie do eletrodo e um

ponto muito distante (x infinito) :

ExV

a

IxV

2)(

Essa diferena de potencial igual ao potencial na superfcie do

eletrodo, VE.

O ponto no infinito o terra remoto, o qual arbitrado com

potencial zero.

Resistncia de terra de um eletrodo hemisfrico

aRT

2

O valor da resistncia eltrica percebida pela corrente I que flui do

eletrodo o quociente entre o potencial do eletrodo (relativo ao terra

remoto) e a prpria corrente.

Isto significa que se colocarmos um voltmetro instalado entre o

eletrodo e um ponto P muito distante, a leitura por ele indicada

dividida pela corrente injetada a resistncia de terra do

eletrodo.

Princpio da resistncia do terra

x

I

V=VE

v

RT

I

VR ET

Potenciais devidos a dois eletrodos

V1(x)

I

d

P x

Potencial no ponto P : influncia de cada eletrodo.

I

x d - x

x0

V2(x)

+

Potenciais devidos a dois eletrodos

V(x)

xdx

IxVP

11

2)(

I

d

P x

Potencial no ponto P por influncia dos dois eletrodos:

I

x d - x

x0

2dx

VP(x)=0V

A B

Os potenciais so adicionados:

Formas grficas de potenciais de uma malha e de

um eletrodo de prova

Fonte: Sakis Meliopolos, 2010.

Diferena de potencial em P devido a dois

eletrodos

V(x)

xdx

IxVP

11

2)(

Ddp entre o ponto P e a superfcie do eletrodo:

x0

VP(x)=0V em d/2

VE

V(x)

xdx

IVxV EP

11

2)(

x0

VE

VE 2VE

patamar

ddp

Potencial no ponto P sob a ao dos dois eletrodos:

Levantamento do perfil de potencial:

medio de RT

Fonte

interna

x

I

ddp = V(x)

v v

A B

h

Vide norma NBR

15749:2009 para

obter informaes

das especificaes

mnimas que o instrumento deve

atender (equao

(2)).


Equipotenciais

Sejam dois eletrodos hemisfricos de raio a num solo

homogneo.

A corrente I flui para o solo atravs do eletrodo A, espalhando-

se radialmente em todas as direes e concentrando-se, de

mesma forma, medida que se aproxima de outro eletrodo.

Fonte: Aterramentos eltricos, Silvrio V. Filho, Artliber, 2002.


Equipotenciais

~ I

A

d

Sejam dois eletrodos

hemisfricos de raio a

num solo homogneo,

separados pela

distncia d, d 10a .

Levantamento do perfil de potencial:

obteno da ddp

O comportamento observado na curva acima o esperado

para solos homogneos.

A

10 V

9,9 9

8 5 1

0

A B

B

10 V

10,1

11 12

15 19 20

)(mx1x 2x

patamar

0

V(x), ddp

VE

Comportamento da resistncia em

funo da distncia

Na parte inicial da curva (de A at x1), a ddp sensivelmente crescente.

A maior parte da resistncia localiza-se na terra mais prxima ao mesmo.

medida que se afasta do eletrodo, a rea de conduo de corrente vai

se ampliando e a resistncia da fatia do solo correspondente a esta

superfcie vai diminuindo cada vez mais. Para pontos muito distantes tal

resistncia torna-se desprezvel.


Comportamento da resistncia em

funo da distncia

Entre os pontos x1 e x2 , a rea da seo de conduo to ampla que a

densidade de corrente diminuta, implicando numa queda de tenso

entre os dois pontos desprezvel.


O inverso ocorre medida que se aproxima do ponto B.

A regio entre x1 e x2 conhecida como patamar.

Efeito da aproximao dos eletrodos

A B 0 )(mxB1 B2 B3

medida que aproximamos o eletrodo B do eletrodo A, o

patamar vai desaparecendo at se extinguir.

V(x), ddp

VE

Interferncia entre eletrodos prximos:

deve ser evitada

a

Curva caracterstica terica da resistncia de

aterramento de um eletrodo pontual

Zona de patamar

de potencial

R ()

RV

Zona de influncia

do eletrodo

remoto

Zona de influncia do

aterramento sob medio

R%10%RV

: valor verdadeiro da resistncia do aterramento RV

D

d

: resistncia obtida variando a distncia da sonda desde

a distncia d=D at d=0 (o aterramento sob medio)

R ()

Segundo a

norma NBR

15749:2009

terra remoto

Identificao do patamar de potencial

Segundo a norma NBR 15749:2009:

Para verificao do patamar da curva, o eletrodo de

corrente deve estar a uma distncia d da periferia do

sistema de aterramento sob ensaio de pelo menos

trs vezes a maior dimenso do sistema.



No entanto, devem ser feitas verificaes,

mudando a posio do eletrodo de potencial (sonda

em S) em 5% de d para a direita (S1) e para a

esquerda (S2) da posio inicial (S), para garantir

que as medies esto sendo executadas sem

sobreposio das reas de influncia do sistema de

aterramento e o eletrodo de corrente.



No h sobreposio entre as reas de influncia

se a porcentagem entre a diferena dos valores

medidos com o eletrodo de potencial em S1 e S2 e o

valor medido em S no ultrapassar 10%.

Ddp num ponto entre dois eletrodos

Comprovao do formato da curva da ddp

Ddp num ponto entre dois eletrodos

A diferena de potencial, V(x), calculada em relao ao potencial do eletrodo A.

Portanto, V(x) o mesmo que VAP .

O potencial na superfcie do eletrodo A .2 a

IVA

A diferena de potencial em relao ao eletrodo A : V(x) = VA V(x).

VA o mesmo VE calculado anteriormente.

Chamaremos VP por V(x).

Eletrodos de raios iguais a a:

xI I

d

P

A B

Potencial total resultante em P

O potencial no ponto P distncia x do eletrodo A o resultado das

contribuies dos dois eletrodos energizados A e B no ponto em questo:

.)(22

)(xd

I

x

IxV

xI I

d

P

A B

Ddp por ao de dois eletrodos

A ddp no ponto x devido aos eletrodos A e B (V(x)) descrita como a seguir:

)()( xVVxddp A

xd

a

x

a

a

IVxddp A

2)(

xd

a

x

a

a

Ixddp 1

2)(

xI I

d

P

A B

ddp

Tomando-se as distncias x e d como mltiplos inteiros do raio a:

Nad

kax

N e k so inteiros, de modo que k < N e suporemos N 10. Ou seja,

observamos o requisito da separao mnima entre A e B de 5 vezes a

maior dimenso do sistema de aterramento (neste caso, os eletrodos so

iguais).

xI I

d

P

A B

ddp

kNkVxddp A

111)(

Vamos ao grfico variando k ...

xI I

d

P

A B

Posio do

ponto P, x

Potencial no

eletrodo A

Potencial em P devido

aos eletrodos A e B

ddp no ponto P

(eletrodo sonda)

a VA 0,95833VA 0,04167VA

2a VA 0,45652VA 0,54348VA

3a VA 0,28788VA 0,71212VA

4a VA 0,20238VA 0,79762VA

5a VA 0,15000 VA 0,85000VA

6a VA 0,11404VA 0,88596VA

7a VA 0,08730VA 0,91270VA

8a VA 0,06618 VA 0,93382VA

9a VA 0,04861VA 0,95139VA

10a VA 0,03333VA 0,96667VA

... ... ... ...

15a VA 0,03333VA 1,03333VA

16a VA 0.04861VA 1,04861VA

17a VA 0.06618VA 1,06618VA

... ... ... ...

23a VA 0.45652VA 1,45652VA

24a VA 0.95833VA 1,95833VA

;24,,3,2,1;25 kN

;24,,3,2,1;25 kN

Curva da ddp versus distncia

patamar

Mtodo dos dois pontos

Medio de resistncia de aterramento

Procedimento ...

Duas hastes de prova (T1 e T2) de pequeno comprimento so

cravadas no solo. O eletrodo de corrente deve ficar afastado de 3 a 4

vezes a maior dimenso do sistema de aterramento (esta distncia

no deve ser inferior a 40 m) (pg. 74, Silvrio V. Filho, 2002).

A haste de tenso ( T2) deve ser localizada inicialmente prximo ao

ponto mdio do trecho T a T1. O patamar de potencial deve ser

identificado efetuando-se medies no trecho nas vizinhanas do

ponto mdio.

Medio de resistncia de aterramento

T: Aterramento

T1: Eletrodo de corrente

T2: Eletrodo de tenso

Mtodo dos Trs Terminais

T

I

T2 T1

I

X Y

6 m 6 m

Alicate terrmetro

Instrumento recomendado pela NBR 15749:2009, porm com restries.

Fonte: Jos O. S. Paulino DEE/UFMG

Alicate terrmetro

Fonte: Jos O. S. Paulino DEE/UFMG

Limitao de uso:

s pode ser aplicado na medio de sistemas multiaterrados.

nn RRRR

Amedido RR 1111121

1

erro do mtodo de medio

Mtodo dos dois pontos

(no recomendado pela ABNT)

sistema de

aterramento

a ser medido

desconexo do

barramento

de terra

tubulao

metlica

de gua

aterramento_medicaoderesistenciaaterramento

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