SISTEMA DE ATERRAMENTO INDUSTRIAL

MÉTODOS DE ATERRAMENTO

DE NEUTRO

SEVERINO MACEDO – SM&A

19/05/2015

SUMÁRIO1. INTRODUÇÃO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

3. APLICAÇÃO DO RAVO

4. IMPLICAÇÕES NA APLICAÇÃO COM INVERSORES

1. INTRODUÇÃO

OBJETIVOS DA PALESTRA

APRESENTAR OS PRINCIPAIS MÉTODOS DE ATERRAMENTO UTILIZADOS NOS

SISTEMAS ELÉTRICOS, ANALISANDO SUAS CARACTERÍSTICAS,

VANTAGENS E DESVANTAGENS.

APRESENTAR AS APLICAÇÕES DO RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

EM SISTEMAS ELÉTRICOS DE BAIXA TENSÃO.

APRESENTAR UM EQUIPAMENTO ESPECIFICO PARA O CONTROLE, ALARME E

SINALIZAÇÃO, LOCALIZAÇÃO / RASTREAMENTO DE FALTAS À TERRA EM

SISTEMAS DE BAIXA TENSÃO UTILIZANDO A FILOSOFIA DO NEUTRO

ATERRADO POR RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO.

APRESENTAR UMA ANÁLISE DA IMPLICAÇÃO DO USO DO RAVO NA APLICAÇÃO

DE SISTEMAS QUE POSSUEM INVERSORES DE FREQÜENCIA.

1. INTRODUÇÃO

CONCEITUAÇÃO

A CONEXÃO DO NEUTRO À TERRA, DEFINE O VALOR DA CORRENTE QUE

CIRCULARÁ DURANTE UM CONTATO ACIDENTAL DE UMA FASE COM A

MASSA.

DEFINE AS CARACTERÍSTICAS DAS SOBRETENSÕES TRANSITÓRIAS ESUSTENTADAS NO SISTEMA DURANTE AS FALTAS, BEM COMO O REGIMEOPERAÇÃO.

CAPACITÂNCIA É UM FENÔMENO DE NATUREZA ELÉTRICA, RELACIONADO

BASICAMENTE PELA FORMAÇÃO DE UM CAMPO ELÉTRICO ENTRE DOIS

CONDUTORES, (GERADO POR UMA DDP), UMA MEIO DIELÉTRICO QUE

SEPARA OS MESMOS (UM ISOLANTE), E A PRÓPRIA DISTANCIA DESTA

SEPARAÇÃO.

DESTA FORMA, PODEMOS ATRIBUIR À TODO O SISTEMA ELÉTRICO DE

POTÊNCIA, (CABOS, MOTORES, TRANSFORMADORES E ETC...) A

EXISTÊNCIA INTENSIVA DE CAPACITÂNCIAS DISTRIBUIDAS AO LONGO E

INTERNAMENTE NESTAS CONSTRUÇÃO.

1. INTRODUÇÃO

PREMISSAS BÁSICAS

AS MAGNITUDES DAS CORRENTES DE FALTAS À TERRA, BEM COMO A ADOÇÃO

DA FILOSOFIA DE PROTEÇÃO DEPENDEM DO MÉTODO DE

ATERRAMENTO DO SISTEMA. A CONEXÃO DO NEUTRO À TERRA, DEFINE

O VALOR DA CORRENTE QUE CIRCULARÁ DURANTE UM CONTATO

ACIDENTAL DE UMA FASE COM A MASSA.

OS PRINCIPAIS OBJETIVOS DO ATERRAMENTO DO SISTEMA SÃO:

MINIMIZAR OS STRESSES TÉRMICO E DE TENSÃO NOS EQUIPAMENTOS;

PROPICIAR SEGURANÇA PARA AS EQUIPES DE TRABALHO;

REDUZIR AS INTERFERÊNCIAS NOS SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO;

CONTRIBUIR PARA A DETECÇÃO E ELIMINAÇÃO RÁPIDAS DE FALTAS À

TERRA.

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

PRINCIPAIS TIPOS

NEUTRO ISOLADO (FLUTUANTE)

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

NEUTRO ATERRADO COM RESISTAOR DE BAIXO VALOR ÔHMICO

NEUTRO ATERRADO COM RESISTAOR DE ALTO VALOR ÔHMICO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO ISOLADO (FLUTUANTE)

NÃO HÁ NENHUMA CONEXÃO ELÉTRICA

INTENCIONAL ENTRE O PONTO NEUTRO

E A TERRA, EXCETO DISPOSITIVOS DE

MEDIÇÃO OU DE PROTEÇÃO.

PRINCÍPIO DE CONEXÃO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO ISOLADO (FLUTUANTE)

CAPACITÂNCIAS ENVOLVIDAS

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO ISOLADO (FLUTUANTE)

TENSÕES NORMAIS DO SISTEMA

YΔ

A

B

C

VAO VBO VCO

VAO

VBO

VCO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO ISOLADO (FLUTUANTE)

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS ANTES DA FALTA

YΔ

Icapacitiva (A,B,C)A

B

C

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO ISOLADO (FLUTUANTE)

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO ISOLADO (FLUTUANTE)

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO ISOLADO (FLUTUANTE)

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

VAO VBO

VAO

VBO

VCO

VAC

VBC

VAC = VBC = VAO*√3

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO ISOLADO (FLUTUANTE)

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS APÓS A FALTA

YΔ

Icapacitiva (A,B,C)A

B

C

I/2 I/2 I

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

UMA LIGAÇÃO ELÉTRICA DE IMPEDÂNCIA

ZERO É REALIZADA INTENCIONALMENTE

ENTRE O PONTO NEUTRO E A TERRA.

PRINCÍPIO DE CONEXÃO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CAPACITÂNCIAS ENVOLVIDAS

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

TENSÕES NORMAIS DO SISTEMA

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

YΔ

A

B

C

VAO VBO VCO

VAO

VBO

VCO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS ANTES DA FALTA

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

YΔ

Icapacitiva (A,B,C)A

B

C

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

YΔ

A

B

C

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

VAO VBO

VAO

VBO

VCO

VAC

VBC

VAC = VBC = VAO*√3

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS APÓS A FALTA

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

YΔ

Icapacitiva (A,B,C)A

B

C

I curto fase-terra (C)

Ic/2Ic/2

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

NEUTRO SOLIDAMENTE ATERRADO

Icurto fase-terra

IcapacitivaIcurto total

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

UMA RESISTÊNCIA DE BAIXO VALOR ÔHMICO

É CONECTADA INTENCIONALMENTE

ENTRE O PONTO NEUTRO E A TERRA.

PRINCÍPIO DE CONEXÃO

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE BAIXO VALOR ÔHMICO (RBVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CAPACITÂNCIAS ENVOLVIDAS

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE BAIXO VALOR ÔHMICO (RBVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

TENSÕES NORMAIS DO SISTEMA

YΔ

A

B

C

VAO VBO VCO

VAO

VBO

VCO

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE BAIXO VALOR ÔHMICO (RBVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS ANTES DA FALTA

YΔ

Icapacitiva (A,B,C)A

B

C

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE BAIXO VALOR ÔHMICO (RBVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE BAIXO VALOR ÔHMICO (RBVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE BAIXO VALOR ÔHMICO (RBVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

VAO VBO

VAO

VBO

VCO

VAC

VBC

VAC = VBC = VAO*√3

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE BAIXO VALOR ÔHMICO (RBVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS APÓS A FALTA

YΔ

Icapacitiva (A,B,C)A

B

C

Ic/2 Ic/2 Icurto fase-terra

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE BAIXO VALOR ÔHMICO (RBVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTONEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE

BAIXO VALOR ÔHMICO (RBVO)

Icurto fase-terra

Icapacitiva Icurto total

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTONEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE

ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

UMA RESISTÊNCIA DE ALTO VALOR ÔHMICO É

CONECTADA INTENCIONALMENTE

ENTRE O PONTO NEUTRO E A TERRA.

PRINCÍPIO DE CONEXÃO

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CAPACITÂNCIAS ENVOLVIDAS

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

TENSÕES NORMAIS DO SISTEMA

YΔ

A

B

C

VAO VBO VCO

VAO

VBO

VCO

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS ANTES DA FALTA

YΔ

Icapacitiva (A,B,C)A

B

C

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

REPRESENTAÇÃO APÓS A FALTA

YΔ

A

B

C

VAO VBO

VAO

VBO

VCO

VAC

VBC

VAC = VBC = VAO*√3

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS APÓS A FALTA

YΔ

Icapacitiva (A,B,C)A

B

C

I/2 I/2 I

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS APÓS A FALTA

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CORRENTES CAPACITIVAS NATURAIS APÓS A FALTA

NEUTRO ATERRADO COM RESISTOR DE ALTO VALOR ÔHMICO (RAVO)

Icurto fase-terra

Icapacitiva Icurto total

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTOTIPOS VANTAGENS DESVANTAGENS

ISOLADO • CONTINUIDADE DE OPERAÇÃO APÓS A PRIMEIRA FALTA

PARA A TERRA;

• MINIMIZA RISCOS DE ACIDENTE COM PESSOAS POR ARCO

ELÉTRICO;

• MINIMIZA DANOS AOS EQUIPAMENTOS POR ARCO ELÉTRICO.

• EXIGE LOCALIZAÇÃO IMEDIATA E ELIMINAÇÃO DA

PRIMEIRA FALTA;

• REQUER ROTINA DE RASTREAMENTO DA FALTA COM

ALTA COMPLEXIDADE.

• ALTOS RISCOS DE SOBRETENSÕES PODENDO

CHEGAR A 600% DE VN.

SOLIDAMENTE

ATERRADO• SISTEMA DE DETECÇÃO DA FALTA PERMITE LOCALIZAÇÃO

AUTOMÁTICA DA FALTA;

• ELIMINA RISCOS DE SOBRETENSÕES DE FORMA EFICAZ.

• NÃO HÁ CONTINUIDADE DE OPERAÇÃO APÓS A

PRIMEIRA FALTA PARA A TERRA;

• ALTÍSSIMOS RISCOS DE ACIDENTE COM PESSOAS

POR ARCO ELÉTRICO;

• ALTÍSSIMOS RISCOS DE DANOS AOS EQUIPAMENTOS

POR ARCO ELÉTRICO;

• FALTAS ATRAVÉS DE ARCO SÃO DE DIFÍCIL

DETECÇÃO.

BAIXO VALOR

ÔHMICO

(RBVO)• SISTEMA DE DETECÇÃO DA FALTA PERMITE LOCALIZAÇÃO

AUTOMÁTICA DA FALTA;

• ELIMINA RISCOS DE SOBRETENSÕES DE FORMA EFICAZ.

• NÃO HÁ CONTINUIDADE DE OPERAÇÃO APÓS A

PRIMEIRA FALTA PARA A TERRA;

• ALTÍSSIMOS RISCOS DE ACIDENTE COM PESSOAS

POR ARCO ELÉTRICO;

• ALTOS RISCOS DE DANOS AOS EQUIPAMENTOS POR

ARCO ELÉTRICO;

ALTO VALOR

ÔHMICO

(RAVO)

• CONTINUIDADE DE OPERAÇÃO APÓS A PRIMEIRA FALTA

PARA A TERRA;

• SISTEMA DE DETECÇÃO DA FALTA PERMITE LOCALIZAÇÃO

RELATIVAMENTE SIMPLES;

• MINIMIZA RISCOS DE ACIDENTE COM PESSOAS POR ARCO

ELÉTRICO;

• MINIMIZA DANOS AOS EQUIPAMENTOS POR ARCO ELÉTRICO;

• ELIMINA RISCOS DE SOBRETENSÕES.

• LIMITAÇÃO DA APLICAÇÃO PARA SISTEMA COM ALTA

CAPACITÂNCIA;

• EXIGE LOCALIZAÇÃO IMEDIATA E ELIMINAÇÃO DA

PRIMEIRA FALTA;

• REQUER ROTINA DE RASTREAMENTO DA FALTA.

2. MÉTODOS DE ATERRAMENTO

CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DO TIPO

ASPECTOS TÉCNICOS (FUNÇÃO DA REDE, SOBRETENSÕES, CORRENTE DE

FALHA, ETC).

ASPECTOS DE OPERAÇÃO (CONTINUIDADE DE SERVIÇO, MANUTENÇÃO).

ASPECTOS DE SEGURANÇA.

ASPECTOS ECONÔMICOS (CUSTOS DE INVESTIMENTOS, OPERACIONAIS).

PRÁTICAS LOCAIS OU NACIONAIS.

3. APLICAÇÃO DO RAVO

Antes da definição pela implantação do RAVO, deve-se divulgar

amplamente para os usuários, a metodologia do rastreamento e

localização o ponto de falta.

Para o sucesso do método, os CCM’s e QD`s devem possuir

certa facilidade para acesso aos cabos de saída para os

motores.

O método de detecção da falta é o seguinte:

A. Sensores de corrente e de tensão no neutro do transformador detectam circulação de corrente e tensão

imposta ao resistor;

B. Alarme de defeito é indicado em local supervisionado;

C. Para certificar o local do defeito, o operador inicia uma seqüência de pulsação da corrente do resistor.

Desta maneira, pode-se diferenciar a circulação de corrente capacitiva ou de desequilíbrio de circuitos, da

verdadeira corrente de falta;

D. O operador deve então, pesquisar circuito por circuito do CCM, com amperímetro alicate analógico, até

localizar o circuito com defeito;

E. Para confirmação do defeito, o operador deve alterar a frequência da pulsação e comprovar a alteração

no circuito sob suspeita.

BCCONTATOR

PULSADOR

Y

64 ALARME

RESISTOR

AMPERÍMETRO

ANALÓGICO

A

D

3. APLICAÇÃO DO RAVO

3. APLICAÇÃO DO RAVO

4. IMPLICAÇÕES NA APLICAÇÃO

DO RAVO COM INVERSORESA corrente entre um inversor de frequencia e o motor por ele

acionado é uma corrente que possui elevado nível de

harmônicas.

A aplicação de um RAVO em sistemas com elevada potencia de

inversores instaladas requer “bloqueio” de correntes harmônicas

de “sequencia zero”.

A forma mais eficaz é a instalação de um reator série com o

resistor, criando um filtro natural “passa-baixa”

DEBATES TÉCNICOS

E ESCLARECIMENTOS

19/05/2015