Manual do Módulo 7 – IEI I

Curso Técnico de Instalações Eléctricas

Disciplina de Práticas Oficinais

Manual do Módulo 7

–

Instalações Eléctricas Industriais I

Ano lectivo

2009/2010

Eng.º Nuno Sousa

Manual do Módulo 7 – Instalações Eléctricas Industriais I

Índice

1. Canalizações.................................................................................................................................3

1.1. Tipos de canalizações.................................................................................................................3

2. Aparelhagem de corte, comando e protecção............................................................................8

3. Quadros eléctricos e acessórios.................................................................................................12

4. Iluminação..................................................................................................................................15

4.1. Fluxo luminoso e eficiência luminosa.....................................................................................15

4.2. Intensidade luminosa............................................................................................................16

4.3. Nível de iluminação ou iluminância.....................................................................................16

4.4. Brilho ou Luminância...........................................................................................................18

4.5. Características de uma lâmpada...........................................................................................18

4.6. Tipos de lâmpadas................................................................................................................19

5. Correcção do factor de potência (cosφ)...................................................................................20

5.1. Exercício de aplicação sobre a correcção do factor de potência..............................................25

6. Sistema de terra (protecção e serviço).....................................................................................27

6.1. Protecção das pessoas contra contactos indirectos..................................................................28

6.2. Esquemas de Ligações à Terra em corrente alternada.............................................................29

6.2.1. Esquema TT (R.S.I.U.E.E. artº 598) 30

6.2.2. Esquemas TN (R.S.I.U.E.E. artº 600) 32

6.2.3. Esquema IT 35

6.3. Massas e elementos condutores...............................................................................................37

6.4. Medição da resistência do circuito de terra..............................................................................38

6.4.1. Métodos de medida 39

6.4.2. Método de queda de tensão com 3 fios.................................................................................40

6.4.3. A regra dos 62%....................................................................................................................41

6.5. Exemplos de sistemas de terra das massas...............................................................................43

7. Pára-raios....................................................................................................................................44

7.1. Tipos de captores.....................................................................................................................48

7.2. Condutor de descida ou simplesmente descida........................................................................48

6. Bibliografia.................................................................................................................................51

Escola Secundária Dr. Serafim Leite 2


1. Canalizações

Canalização é o conjunto constituído por um ou mais condutores eléctricos e pelos elementos que

garantem a sua fixação e, em regra, a sua protecção mecânica. O tipo de canalização a empregar

em instalações eléctricas industriais, deverá ser escolhido de acordo com as condições ambientes

e de utilização do local.

No estabelecimento das canalizações deverá, na medida do possível, evitar-se submeter as

canalizações a esforços mecânicos desnecessários, reduzindo o número de curvas, de travessias,

etc. Por outro lado, as canalizações deverão ser estabelecidas de forma a poder ser assegurada a

sua boa exploração e conservação. Assim, deverá ser assegurada a possibilidade de verificação

do estado do seu isolamento, da localização ou reparação de qualquer avaria, da acessibilidade

dos aparelhos de ligação, etc.

Os condutores de uma canalização apenas deverão ser colocados depois de terminados os

trabalhos de construção civil que os possam danificar.

A protecção das canalizações contra acções mecânicas deverá ter continuidade assegurada ao

longo de toda a canalização, bem como o número de juntas ou uniões que assegurem a

continuidade da protecção contra acções mecânicas deverá ser limitado ao mínimo possível.

Quanto aos elementos de protecção contra acções mecânicas, estes deverão ser manipulados de

forma a evitar a existência de rebarbas susceptíveis de prejudicar o isolamento dos condutores

isolados ou as bainhas dos cabos.

1.1. Tipos de canalizações

Em função do modo de instalação podemos considerar os seguintes tipos de canalizações:

Canalizações embebidas Uma canalização embebida é constituída por condutores isolados ou

cabos, rígidos, protegidos por tubos, os quais por sua vez são embebidos em roços realizados nos

elementos da construção. As figuras seguintes representam diferentes fases da realização de uma

canalização embebida:



O diâmetro da tubagem utilizada nas canalizações embebidas deve ser calculado de forma a que

a soma das secções correspondentes ao diâmetro exterior médio dos cabos não exceda 33% da

secção recta interior do tubo.

No traçado das canalizações embebidas nas paredes deverão ser evitados troços oblíquos,

devendo, na medida do possível, estabelecer-se troços horizontais ou verticais a partir dos

aparelhos intercalados nas canalizações, ao longo dos rodapés, ombreiras, sancas e intersecção

de paredes.



Canalizações fixas em superfícies de apoio (canalizações à vista) são canalizações instaladas

sobre uma superfície de apoio (tecto, parede, divisória pavimento, etc.) ou na sua proximidade

imediata, constituindo um meio de fixação.

As figuras representam canalizações fixas, à vista, em superfícies de apoio, com cabo montado

sobre braçadeiras:



A tabela seguinte indica a distância máxima entre abraçadeiras em função do diâmetro externo do

cabo utilizado.

As figuras seguintes ilustram canalizações fixas, à vista, constituídas por condutores isolados ou

cabos, rígidos, protegidos por tubos:



Caleiras Uma caleira é um espaço para alojamento de canalizações, localizado no pavimento ou

no solo, aberto, ventilado ou fechado, com dimensões que não permitam a circulação de pessoas

mas no qual as canalizações instaladas sejam acessíveis em todo o seu percurso durante e após

a instalação. Uma caleira pode estar, ou não, integrada na construção do edifício.

Caminhos de cabos Um caminho de cabos é um suporte constituído por uma base contínua,

dotada de abas e normalmente sem tampa. Um caminho de cabos pode ser, ou não, perfurado. As

figuras seguintes mostram exemplos de um caminho de cabos não perfurado e de outro perfurado:

Os caminhos de cabos devem ser instalados de forma a que o ar possa circular livremente entre

os cabos e de forma a que os mesmos possam ser fixados por braçadeiras de fivela.

Os cabos devem ser espaçados de 2 vezes o diâmetro do cabo mais grosso e devem ser estar ao

abrigo da incindência solar. No caso de serem dispostos vários caminhos de cabos, uns por cima

dos outros, devem ser espaçados de pelo menos 30 cm de forma a evitar o aquecimento mútuo.

Pelo mesmo motivo, as canalizações colocadas sobre caminhos de cabos devem ser espaçadas

de 2 vezes o seu diâmetro, ou se forem diferentes, da soma do seu diâmetro. Em caso contrário,

as intensidades admissíveis nos condutores serão mais reduzidas.



2. Aparelhagem de corte, comando e protecção

Seccionadores

• Dispositivo mecânico de ligação que na posição de “Aberto” cumpre as condições de isolamento

segundo os critérios de segurança das normas. Utilizam-se para garantir a desconexão da

instalação quando em trabalhos de manutenção

• Não tem poder de fecho nem de corte. Não devem ser manobrados em carga, sob pena de

destruição

• Comando manual - a velocidade de operação é a que o operador aplicar (ocasionalmente

empregam-se molas para acelerar a manobra).

– Elementos principais – Bloco tri- ou tetrapolar e comando lateral ou frontal para abrir ou fechar

os pólos.

– Podem dispor de contacto auxiliar de pré-corte que actua sobre o contactor em caso de

manipulação acidental com carga.



Interruptores

• Interruptor: aparelho mecânico de conexão capaz de estabelecer, suportar e interromper a

corrente do circuito em condições normais e circunstancialmente em anomalia (curto-circuito, em

condições especificas e por tempo determinado).

• Interruptor automático ou disjuntor: Interruptor projectado para interromper correntes anormais

como as de curto-circuito

• Contactor: aparelho mecânico de ligação com apenas uma posição de repouso estável (aberto

ou fechado), capaz de ser accionado por diversas formas de energia, mas não a manual. Podem

estabelecer, interromper e suportar correntes normais da instalação e ocasionalmente as de curto-

circuito.

Interruptores-seccionadores



Contactores

Os contactores podem ser dos seguintes tipos:

• Electromagnéticos – a força necessária para fechar o circuito provém de um electroíman;

Contactor electromagnético:

Apenas quando se alimenta a bobina do contactor, é que os contactos principais se fecham e se

comutam os auxiliares.

• Pneumáticos – a força para efectuar a ligação provém do ar comprimido;

• Electropneumáticos – similares aos pneumáticos, mas com o circuito de comando governado

por electroválvulas.

Categorias de emprego de contactores em corrente alterna:

AC-1: Receptores de corrente alterna com cos = 0,95 (aquecimento, distribuição,...)

AC-2: Arranque, frenagem a contra-corrente e marcha por impulsos dos motores de rótor bobinado

AC-3: arranque dos motores de gaiola de esquilo com corte em motor lançado

AC-4: Arranque, frenagem a contra corrente e marcha por impulsos dos motores de rótor em

gaiola de esquilo

AC-5a, AC-5b: Comando de lâmpadas de descarga e filamento

AC-6a, Ac-6b, AC-8a: Comando de transformadores, condensadores, compressores herméticos

de refrigeração com rearme manual das protecções de sobrecarga

Categoria de emprego em motores

• A IEC classificou os contactores segundo a sua capacidade de suporte dos esforços decorrentes

da interrupção de correntes superiores à sua corrente nominal e ainda da

sua durabilidade ao serem submetidos a operações repetidas.



Essa classificação leva em conta:

• a frequência das operações de ligar - desligar,

• valor das sobrecargas,

• factor de potência da carga,

• tipo de operação dos motores: no arranque, na frenagem, na inversão da rotação, etc.

Coordenação das protecções

A coordenação das protecções é o acto de associar, de maneira

selectiva, um dispositivo de protecção contra os curto-circuitos

(fusíveis ou disjuntores) com um contactor e um dispositivo de

protecção contra sobrecargas. Tem por objectivo interromper, em

tempo útil, toda corrente anormal, sem perigo para as pessoas e

assegurando uma protecção adequada da aparelhagem contra

uma corrente de sobrecarga ou uma corrente de curto-circuito.

• Sem coordenação: São grandes os riscos para o operador, como também podem ser grandes

os danos físicos e materiais.

• Coordenação tipo 1: É aceite uma deterioração do contactor e do relé sob 2 condições:

- nenhum risco para o operador;



- todos os demais componentes, excepto o contactor e o relé térmico, não devem ser

danificados.

• Coordenação tipo 2: O risco de soldagem dos contactos do contactor é admitido se estes

puderem ser facilmente separados. Após ensaios de coordenação tipo 2, as funções dos

componentes de protecção e de comando continuam operacionais. É também a solução que

permite a continuidade de serviço.

• Coordenação total: É a solução em que não é aceite qualquer dano ou desregulação dos

aparelhos.

3. Quadros eléctricos e acessórios

A estrutura relativa à distribuição de baixa tensão depende em primeiro lugar do tipo de edifício no

qual se pretende projectar a instalação eléctrica.

Se por outro lado o projecto a executar disser respeito a um ou mais edifícios pertencente(s) a

uma única entidade o projecto deverá ser executado com uma distribuição do tipo radial

arborescente, ou em casos particulares radial pura, com um Quadro de Entrada alimentando um

número de quadros parciais a definir em função da potência instalada em cada um deles e da

funcionalidade da instalação.



Distribuição Radial Arborescente

Esta distribuição, de uso geral, é a mais

utilizada.

Temos na figura seguinte uma distribuição

radial arborescente, de 3 níveis, com

alimentação dos quadros eléctricos por

condutores ou cabos.

Na figura seguinte temos uma distribuição radial arborescente, com alimentação através de

canalizações pré-fabricadas.

Na figura seguinte temos uma alimentação radial arborescente, com canalizações pré-fabricadas a

nível terminal.



Distribuição radial pura

Na figura ao lado, temos uma

distribuição radial pura.

É principalmente utilizada para o

comando centralizado de processos,

ou de instalações dedicadas a uma

aplicação precisa, à sua gestão, à sua

manutenção e à sua vigilância.

O quadro de entrada ou quadro geral

deverá ser dotado de um interruptor geral de corte omnipolar.

A intensidade nominal do interruptor geral deverá ser, pelo menos, a correspondente à potência

prevista para a instalação, com o mínimo de 16A.



4. Iluminação

Podemos ver que a luz é composta por três cores primárias. A combinação das cores vermelho,

verde e azul permite-nos obter o branco. A combinação de duas cores primárias produz as cores

secundárias – magenta, amarelo e cyan. As três cores primárias doseadas em diferentes

quantidades permite-nos obter outras cores de luz.

Luz é uma radiação electromagnética capaz de produzir sensação visual. Por outras palavras, é

a parte do espectro que podemos ver. Trata-se de uma radiação com comprimento de onda entre

380 e 780 nm (nanómetros), sendo uma parte do conhecido espectro de radiação

electromagnética.

4.1. Fluxo luminoso e eficiência luminosa

Símbolo: Φ

Unidade: lúmen (lm)

O fluxo luminoso é a quantidade de luz emitida em todas as

direcções por uma fonte luminosa. Valores aproximados do fluxo

luminoso: Lâmpada de incandescência de 100 W: 1500 lm;

Lâmpada fluorescente de 40

W: 2600 lm

Eficiência luminosa de

uma lâmpada

É calculada pela divisão entre o fluxo luminoso emitido em

lúmens e a potência consumida pela lâmpada em Watt. A



unidade de medida é o lúmen por Watt (lm/W). Uma lâmpada proporciona uma maior eficiência

luminosa quando a energia consumida para gerar um determinado fluxo luminoso é menor do que

da outra.

Exemplos:

Lâmpada de incandescência de 100 W: 1500 lm; eficiência luminosa = 150 /100 = 15 lm/W

Lâmpada fluorescente de 40 W: 2600 lm; eficiência luminosa = 2600 / 40 = 65 lm/W

4.2. Intensidade luminosa

Símbolo: I

Unidade: candela (cd)

A intensidade luminosa é o fluxo luminoso irradiado na

direcção de um determinado ponto.

De uma forma geral as fontes luminosas não emitem

igualmente em todas as direcções. Deste modo, é necessário

conhecer a intensidade luminosa em cada direcção. A esta

representação esquemática no espaço envolvente da fonte

luminosa chama-se diagrama fotométrico ou diagrama polar e é fornecido pelo fabricante.

O ponto x por exemplo, corresponde a uma direcção de 80º,

tem uma intensidade luminosa de 350 cd:

4.3. Nível de iluminação ou iluminância

Símbolo: E

Unidade: lux (lx)

A iluminância exprime o aspecto quantitativo da iluminação.

O nível de iluminância recomendado para uma dada tarefa

diz respeito à quantidade de luz que se considera necessária

à boa execução dessa tarefa.



O nível de iluminância determina a qualidade da percepção visual.

Quanto mais elevado for este nível maior será o conforto e a precisão com que se vê, o que

significa trabalho mais rápido e perfeito, menos enganos, maior segurança, etc.

Um nível de iluminação demasiado elevado é muitas vezes desaconselhado.

Níveis superiores a 1 000 lx aumentam os riscos de reflexão, de sombras demasiado

pronunciadas e de contraste excessivo. Nos escritórios de grandes superfícies demasiado

brilhantes iluminadas, observam-se fenómenos de reflexão, de encadeamento, de contraste

demasiado marcados que podem contribuir para um aumento dos riscos de problemas visuais.

A intensidade de iluminação E, de uma superfície, é o fluxo luminoso Φ recebido na superfície S

por unidade de área: E = Φ / S

Na prática, é a quantidade de luz dentro

de um ambiente, e pode ser medida com

o auxílio de um luxímetro. Como o fluxo

luminoso não é distribuído

uniformemente, a iluminância não será a

mesma em todos os pontos da área em

questão.

Baseado em pesquisas realizadas há

níveis de Iluminância recomendados

para interiores. Por exemplo:

Sala de leitura (biblioteca) 500 lux. Sala de aula (escola) 300 lux.

Exemplos de níveis de iluminação apropriados para certas condições:



4.4. Brilho ou Luminância

Símbolo: L

Unidade: cd/m2 (candela por metro quadrado)

Brilho ou luminância é a intensidade

luminosa produzida ou reflectida por

uma superfície existente.

A distribuição da luminância no

campo de visão das pessoas numa

área de trabalho, proporcionada

pelas várias superfícies dentro da

área (luminárias, janelas, tecto,

parede, piso e superfície de

trabalho), deve ser considerada

como complemento à determinação

das luminâncias (lux) do ambiente, a

fim de evitar ofuscamento.

4.5. Características de uma lâmpada

Vida útil

É definida como o tempo em horas, no qual cerca de 25% do fluxo luminoso das lâmpadas

testadas foi reduzido.

Depreciação do fluxo luminoso

Ao longo da vida útil da lâmpada, é comum ocorrer uma diminuição do fluxo

luminoso que sai da luminária, por motivo da própria depreciação normal do

fluxo da lâmpada e devido ao acumular de poeira sobre as superfícies da

lâmpada e do reflector. Este factor deve ser considerado no cálculo do

projecto de iluminação, a fim de preservar a iluminância média (lux)

projectada sobre o ambiente ao longo da vida útil da lâmpada

Temperatura de cor



Expressa a aparência de cor da luz emitida pela fonte de luz. A sua unidade de medida é o Kelvin

(K). Quanto mais alta a temperatura de cor, mais clara é a tonalidade de cor da luz. Quando

falamos em luz quente ou fria, não estamos a referirmo-nos ao calor físico da lâmpada, mas sim à

tonalidade de cor que ela apresenta ao ambiente. Luz com tonalidade de cor mais suave torna-se

mais aconchegante e relaxante, luz mais clara torna-se mais estimulante.

Índice de Reprodução de Cor (IRC)

Este índice quantifica a fidelidade com que as cores são reproduzidas sob uma determinada fonte

de luz.

A capacidade da lâmpada reproduzir bem as cores (IRC) é independente da sua temperatura de

cor (K). Numa residência devemos utilizar lâmpadas com boa reprodução de cores (IRC acima de

80), pois, esta característica é fundamental para o conforto e beleza do ambiente.

4.6. Tipos de lâmpadas

As lâmpadas dividem-se essencialmente em dois grandes grupos: lâmpadas de incandescência

e lâmpadas de descarga.


Lâmpadas de

incandescência

Lâmpadas de

descarga

Lâmpadas de néon.

Lâmpadas de vapor de sódio de baixa e alta

pressão.

Lâmpadas de vapor de mercúrio de baixa pressão

(fluorescentes) e de alta pressão.

Lâmpadas de iodetos metálicos.

Lâmpadas

mistas


5. Correcção do factor de potência (cosφ)

O factor de potência (cosφ) é a relação entre potência activa (P) e potência aparente (S).

Ele indica a eficiência com que a energia está a ser usada. Um alto factor de potência indica uma

eficiência alta e um baixo factor de potência indica uma eficiência baixa.

A maioria das cargas dos sistemas de distribuição de energia é indutiva. Como motores,

transformadores, balastros de iluminação entre vários outros.

A principal característica das cargas indutivas é que elas necessitam de um campo

electromagnético para trabalharem. Por este motivo, elas consomem dois tipos de potência

eléctrica:

Potência activa (P) para efectuar o trabalho de gerar calor, luz, movimento, etc.

Triângulo das potências

Este triângulo rectângulo tem como hipotenusa a potência

aparente (S). A hipotenusa faz com a base (potência real) um

ângulo , (o ângulo é idêntico ao ângulo de desfasamento

entre a tensão e a corrente).

Aplicando o teorema de Pitágoras teríamos:

S2 = P2 + Q2

À relação entre a potência real (P) e a potência aparente (S) dá-se o nome de Factor de

potência, que será igual a cos.


P

QS


Desfasamento num…

Circuito resistivo puro:

Circuito capacitivo puro:

Circuito indutivo puro:

Em corrente alternada devemos considerar três potências distintas: a potência real ou activa ou,

simplesmente potência P, a potência reactiva Q, e a potência aparente S.

Potência real ou activa (P), no sistema monofásicoP = U x I x cos U(V) ; I(A); P(W)

Mede-se utilizando o wattímetro.

Potência aparente (S), S = U x I U(V) ; I(A); S(VA)

Mede-se com um voltímetro e um amperímetro

A unidade é o Volt-Ampére (VA).


UI = 0 o

U

= 90 o

I

I

U

= 90 o


Potência reactiva (Q), no sistema monofásico

Q = U x I x sen U(V) ; I(A); Q(VAR)

Mede-se utilizando o varímetro.

A unidade é o Volt-Ampére reactivo (VAR).

Potência activa (P) para efectuar o trabalho de gerar calor, luz, movimento, etc.:

Potência reactiva (Q) para manter o campo electromagnético:

A potência activa é medida em Watt (W) ou kilowatt (kW). A potência reactiva não produz trabalho

útil, mas circula entre o gerador e a carga, exigindo do gerador e do sistema de distribuição uma

corrente adicional. A potência reactiva é medida em Kilovolt-Ampere-reactivo (kVAr).

Exemplo

Uma Instalação onde o consumo (potência activa - kW) é de 950 kW e o valor da potência

fornecida pelo distribuidor (potência aparente - kVA) é de1000 kVA, teremos um factor de potência

igual a 0,95.

cosφ = P / S

cosφ = 950 / 1000

cosφ = 0,95

cosφ = 95%

Porque nos devemos preocupar com o factor de potência?



Principalmente para reduzir o valor das contas de energia eléctrica. A distribuidora de energia

eléctrica fornece a potência activa (kW) e a potência reactiva (kVAr) para a instalação na forma de

potência aparente (kVA). Apesar da potência reactiva não ser medida no contador de potência

activa, o sistema de transporte e distribuição da concessionária precisa de ser capaz de

disponibilizar esta potência adicional. Obviamente as concessionárias reflectem aos consumidores

o custo de instalação e manutenção de maiores geradores, transformadores, cabos, interruptores,

etc.

Aumentando a capacidade eléctrica do sistema

Condensadores de potência aumentam a capacidade do sistema de carregar potência.

Melhorando o factor de potência de uma carga, automaticamente se reduz os kVA. Portanto,

podemos, adicionando condensadores, aumentar a potência útil (kW) do seu sistema, sem

aumentar os kVA.

O mesmo princípio se aplica para reduzir as correntes em instalações sobrecarregadas. Corrigir o

factor de potência, de 75% para 95%, por exemplo, resulta numa corrente 21% menor para os

mesmos kW de potência útil.

Melhoria nos níveis de tensão

A queda de tensão provocada pela excessiva demanda de corrente, causa sobreaquecimento e

torna os motores mais fracos. Com a diminuição do factor de potência, a corrente da linha

aumenta agravando a queda de tensão. Adicionando condensadores ao sistema, obtém-se

melhores níveis de tensão, aumenta a eficiência, a performance e a vida útil dos motores.

Diminuição de perdas eléctricas

Há dois tipos básicos de instalações com condensadores: instalações com condensadores

individuais ligados em cargas sinusoidais ou lineares, e instalações com bancos de

condensadores fixos ou automáticos ligados na subestação de entrada de energia ou de

distribuição.

Instalação individual e Instalação em bancos



Tipo de instalação Vantagens Desvantagens

Condensadores individuais Mais eficiente e flexível Custo de instalação alto

Bancos fixosMais económico, poucas

instalações

Menos flexível, requer

interruptores ou contactores

Bancos automáticos

Melhor para cargas variáveis,

previne sobretensões, baixo

custo de instalação

Custo mais alto do equipamento

Correcção individual

Correcção para grupo de cargas

Correcção centralizada das cargas



5.1. Exercício de aplicação sobre a correcção do factor de potência

Considerem-se duas fábricas a consumirem a mesma potência P1=P2=10.000 W, à mesma

tensão (U1=U2=400 V) mas com factores de potência diferentes (cosφ1 = 0,8 e cosφ2 = 0,4).

Vamos calcular a corrente absorvida por cada uma das fábricas através da fórmula:

P = U I cos

I = P / (U.cosφ)

I1 = 10000 / (400 x 0,8) → I1 = 31,25 A

I2 = 10000 / (400 x 0,4) → I2 = 62,5 A

Verifica-se que I1 = 31,25 A e I2 = 62, 5 A, ou seja existe um “consumo” de energia reactiva muito

grande na fábrica 2, o que na realidade significa que há uma circulação de energia que não é

consumida e que se traduz numa corrente que ocupa a rede. Será fácil de concluir sobre as

desvantagens que representa um factor de potência baixo para o produtor e para o consumidor. A

EDP pratica uma espécie de multa a todos os consumidores que tenham um cosφ muito baixo

(<0,8). De notar que nem sempre é fácil ter o factor de potência com um valor conveniente dado

que a potência fornecida pelos motores nem sempre é constante. Daí também não ser muito

correcto aproximar o cosφ=1 podendo deste modo obter-se uma instalação capacitiva fornecendo

energia reactiva para a rede, aparecendo sobretensões. Existem processos electromagnéticos e

mecânicos que impedem a instalação de ser capacitiva. A maneira mais comum de se corrigir o

factor de potência é através da instalação de condensadores em paralelo com a instalação.

Exemplo de cálculo da capacidade dos condensadores



Suponha uma determinada fábrica a consumir 50 KW a uma tensão de 230 V (50 Hz) com um

cosφ=0,7. Pretende-se elevar esse cosφ para 0,8. Assim temos:

factor de potência inicial:

cosφi = 0,7

i = arc cos 0,7

i = 45,57º

Tgi = 1,02

factor de potência final (com a introdução do condensador):

cosφf = 0,8

f = arc cos 0,8

f = 36,87º

Tgf = 0,75

potência reactiva inicial (Qi) sem o condensador:

Qi = P tgi = 50.000 x 1,02 = 51.000 VAR

potência reactiva final (Qf) com o condensador a introduzir:

Qf = P tgf = 50.000 x 0,75 = 37. 500 VAR

A potência reactiva (Qc) que o condensador terá de fornecer será:

Qc = Qf – Qi

Qc = 51.000 – 37.500 = - 13.500 VAR

Sabemos que a potência reactiva é dada por:

Qc = - Xc I2

mas como I = U / Xc

teremos Qc = - Xc . (U2 / Xc2)

cortando o Xc do numerador com o Xc do denominador ficará:

Qc = - U2 / Xc

como Xc = 1 / 2πfC

vem

Qc = - U2 / ( 1 / 2πfC)

Qc = - U2. 2πfC

donde se tira que


Qi

Qf Qc

Si

Sf

P

φiφf


C = - Qc / ( U2 . 2πf) = 13.500 / (2302 . 2πf) = 812,7 µ F

Exercício: Calcule o ganho de corrente que se obteve com a compensação.

P= U.I.cosφ

I = P / (U . cosφ)

I = 50000 / (230 x 0,7)

I = 311A

P= U.I.cosφ

I = P / (U . cosφ)

I = 50000 / (230 x 0,8)

I = 272A

Obteve-se um ganho de 39A.

6. Sistema de terra (protecção e serviço)

Neste capítulo iremos falar dos sistemas de protecção definidos para as instalações eléctricas,

em particular aquelas envolvidas na indústria, assim no que diz respeito à segurança das

pessoas, segundo o Regulamento de Segurança de Instalações de Utilização de Energia Eléctrica

(R.S.I.U.E.E.), devem ser previstas medidas de protecção contra:

Contactos directos, em que o utilizador

toca ou empunha directamente os

condutores ou as partes activas, sob tensão

eléctrica; os contactos eléctricos podem ser

unipolares ou bipolares, conforme se sugere

na

figura.



Contactos indirectos, em que o utilizador toca ou empunha ‘massas’ que ficaram

acidentalmente sob tensão eléctrica.

Nota: A ‘massa’ é, de acordo com o artº 56 do RSIUEE, ‘qualquer elemento metálico susceptível

de ser tocado, em regra isolado das partes activas de um material ou aparelho, eléctricos, mas

podendo ficar acidentalmente sob tensão’.

6.1. Protecção das pessoas contra contactos indirectos

Para se fazer uma protecção efectiva das pessoas contra contactos indirectos, as massas (toda e

qualquer superfície metálica passível de contacto com pessoas, animais ou bens), são aterradas,

ou seja, ligadas electricamente à terra (solo). Existem diversos esquemas de serem efectuadas

estas ligações, estes são chamados de Esquemas de Ligações à Terra (ELT) em instalações de

corrente alternada, e são os seguintes:

- Esquema TT

- Esquema TN

- Esquema IT

O Esquema das Ligações à Terra (ELT), ou regime de neutro, caracteriza o modo de ligação à

terra de um dos pontos da alimentação, em geral o neutro; o meio de colocação à terra das

massas dos equipamentos de utilização. A escolha do ELT condiciona as medidas de protecção

de pessoas contra os contactos indirectos, e em termos de critérios de segurança de pessoas, os

três regimes de neutro são equivalentes se todas as regras da instalação forem respeitadas, cujos

baseiam-se em imperativos de continuidade de serviço e de condições de exploração que

determinam a ou as escolhas dos ELT (ou regime de neutro). Um defeito origina a circulação de

uma corrente, que deve ser interrompida num tempo compatível com a segurança das pessoas,

esta medida de protecção baseia-se no corte automático da alimentação na associação das

seguintes condições:

- A realização ou a existência de um circuito designado por malha de defeito, que permita a

circulação da corrente de defeito, dependendo a constituição desta malha do ELT (TT, TN ou IT)

- O corte da corrente de defeito seja efectuado por um dispositivo de protecção apropriado, num

tempo que depende de parâmetros como a tensão de contacto e a classificação do local quanto

às influências externas, associados ao conhecimento dos efeitos da corrente eléctrica no corpo

humano.



No que respeita à segurança, todos os ELT são equivalentes, desde que as regras não sejam

descuradas. No entanto existem situações especiais: O caso dos blocos operatórios dos

hospitais, onde é impensável um corte ao primeiro defeito. Neste caso o único esquema possível

é o IT; Os centros de informática, em que as correntes de fuga são elevadas, o esquema

recomendado é o TN; Instalações cujo comprimento das canalizações é desconhecido e locais

com risco de explosão, o esquema TT será o mais adequado.

6.2. Esquemas de Ligações à Terra em corrente alternada

6.2.1. Esquema TT (R.S.I.U.E.E. artº 598)

No ponto de neutro da alimentação ligado à terra de serviço, as massas da instalação estão

ligadas a uma tomada de terra de protecção electricamente distinta da tomada de terra de

serviço.



Esquema TT

Protecção no esquema TT

Dispositivos diferenciais (preferencialmente)

Dispositivos de protecção contra sobreintensidades (resistências dos eléctrodos de terra

com valores muito baixos).

Exemplo: instalação de 230/400V, local molhado, UL=25V, RA=5Ω, RB=3Ω

O dispositivo de protecção deve actuar para uma corrente de defeito não superior a:



De acordo com a curva de protecção o dispositivo deve actuar num tempo máximo de 0,13s.

Sensibilidades dos dispositivos diferenciais

Selectividade entre dispositivos diferenciais



6.2.2. Esquemas TN (R.S.I.U.E.E. artº 600)

O esquema TN tem um ponto ligado directamente à terra, sendo as massas da instalação ligadas

a esse ponto por meio de condutores de protecção. De acordo com a disposição do condutor

neutro e do condutor de protecção, consideram-se os três tipos de esquemas TN seguintes:

TN-S: O PE (utilizado na totalidade do esquema) é distinto do condutor de neutro

TN-C: As funções de neutro e de protecção estão combinadas num único condutor



TN-C-S: O N e o PE são comuns somente numa parte do esquema

Protecção no esquema TN

A determinação das condições de protecção pode ser feita das seguintes maneiras:

- Por cálculo, quando o condutor de protecção (PEN no esquema TN-C e PE no esquema TN-S)

estiver, em toda a instalação, situado na proximidade imediata dos condutores activos do circuito

correspondente, sem interposição de elementos ferromagnéticos (situação mais usual);

- Por medição, no caso de não se verificarem as condições anteriores, onde é praticamente

impossível determinar, por cálculo, a impedância da malha de defeito e apenas se pode conhecer

o seu valor por recurso a medições após a execução da instalação.

Impedância da malha de defeito

(K=0,8 para instalações eléctricas)

Para que a protecção contra sobreintensidades também garanta a protecção contra contactos

indirectos opta-se por uma das seguintes protecções:



A impedância da malha de defeito será:

Considerando os condutores de fase e de protecção com as mesmas características:

O comprimento máximo do circuito será, no caso da protecção por disjuntores:

- No caso da protecção por fusíveis

A tensão de contacto (condutores de secção não superior a 120mm2) será:



6.2.3. Esquema IT

No esquema IT, todas as partes activas estão isoladas da terra ou um ponto destas está ligado à

terra por meio de uma impedância, sendo as massas da instalação eléctrica ligadas à terra

IT: Todas as partes activas são isoladas da terra (ou religadas por uma impedância) e as massas

da instalação estão ligadas à terra

Inconvenientes do neutro distribuído:



O modo de eliminação de um segundo defeito depende do modo de ligação das

massas á terra:

- todas as massas, incluindo as da fonte, estiverem ligadas a um mesmo eléctrodo de terra

(situação corrente nas instalações em esquema IT). A protecção é garantida nas condições

indicadas para o esquema TN;

- as massas estiverem ligadas à terra, individualmente ou por grupos, o esquema da instalação

(IT) transforma-se numa situação semelhante à do esquema TT.

A protecção das pessoas é garantida pela utilização dos seguintes dispositivos de

vigilância e protecção:

- Controladores Permanentes de Isolamento (CPI)

- Protecção contra sobreintensidades (disjuntores e fusíveis). Estes dispositivos são utilizados nas

situações em que, ao segundo defeito, sejam-lhes aplicadas as condições de protecção definidas

para o esquema TN;

- Dispositivos diferenciais. Estes dispositivos são utilizados nas situações em que, ao segundo

defeito, sejam-lhes aplicadas as condições de protecção definidas para o esquema TT.



6.3. Massas e elementos condutores

Massas são, no sentido electrotécnico, as partes condutoras dos equipamentos eléctricos

susceptíveis de serem tocadas, em regra, isoladas das partes activas (condutores ou partes

(condutores destinadas a estar em tensão em serviço normal, incluindo o neutro mas excluindo

por convenção o condutor PEN), mas podendo ficar em tensão em caso de defeito de isolamento.

Nesta óptica são consideradas massas, por exemplo, as partes metálicas acessíveis dos

equipamentos eléctricos (à excepção das dos equipamentos da classe II), as armaduras

metálicas dos cabos e as condutas metálicas com condutores isolados.

Elementos condutores são todos os elementos estranhos à instalação eléctrica susceptíveis de

introduzir um potencial, em regra o da terra.

Consideram-se elementos condutores os elementos metálicos usados na construção de edifícios,

as canalizações metálicas de gás, água, aquecimento e os equipamentos não eléctricos que lhe

estejam ligados - aquecedores, fogões, lava-louças ou lava-roupas metálicos - e os pavimentos,

paredes e demais elementos da construção não isolantes.

Como regra geral de protecção, todas as massas de uma instalação eléctrica deverão ser

eficazmente ligadas ao sistema de terra das massas a partir de condutores de protecção.

Paralelamente, todos os elementos condutores deverão ser eficazmente ligados ao sistema

equipotencial na instalação a partir de condutores de equipotencialidade.

De uma forma geral, os sistemas de terra de protecção são constituídos basicamente pelos

seguintes componentes:

• Eléctrodo ou sistema de eléctrodos de terra .

• Condutores de terra.

• Barramento ou terminal principal de terra.

• Condutores de protecção (PE)

• Ligações equipotenciais.



Desta forma, apresenta-se a seguinte figura:

6.4. Medição da resistência do circuito de terra

A resistência eléctrica do circuito de terra depende de dois factores:

- A resistividade do terreno circundante;

- A estrutura do eléctrodo de terra.

A resistividade do terreno depende:

- Da composição do solo (argila, cascalho e areia, etc.);

- Do teor de sais minerais;

- Da temperatura (a resistividade aumenta quando diminui a temperatura);

- Da profundidade (a resistividade pode diminuir com a profundidade).



Uma forma de reduzir a resistência do circuito de terra é colocar o eléctrodo de terra a uma maior

profundidade (≥ 0,80 m).

Para aumentar a eficácia de um eléctrodo de terra pode usar-se uma série de varetas (a

separação entre as varetas deve ser pelo menos igual ao dobro do seu comprimento), um anel

condutor ou uma malha.

6.4.1. Métodos de medida

Existem diversos métodos para medir-se resistência do circuito de terra, por forma a dimensionar

o circuito de protecção do nosso edifício ou habitação, a reter, enumeram-se os

seguintes:

- Método de queda de tensão com 3 ou 4 fios (Método padrão que utiliza duas

estacas de terra) e um aparelho medidor cujo nome é telurómetro, e

apresenta-se na figura ao lado;

- Método selectivo (Sem desligar o eléctrodo de terra pode-se medir a

resistência de terra utilizando uma combinação de estacas e uma pinça);

- Método de medida sem estacas (Medição da resistência de terra através da utilização de pinças

em vez de estacas de terra).

- Método bipolar

Nos métodos de medida de queda de tensão e método selectivo há necessidade de realizar pelo

menos cinco medidas para estabelecer uma curva característica semelhante à da figura.

A resistência de terra é medida na parte mais plana da seguinte curva:



6.4.2. Método de queda de tensão com 3 fios

A medida da resistência de terra pelo método da queda de tensão implica que se desligue o

eléctrodo de terra do circuito de terra da instalação.

O telurómetro requer três ligações para realizar a medida de resistência de terra no entanto os

medidores mais precisos podem necessitar de uma quarta ligação para eliminar do resultado da

medida, a resistência dos próprios cabos de ensaio, de acordo com a seguinte figura:

O telurómetro injecta uma corrente alternada na terra através do eléctrodo de terra sob teste X e a

estaca de corrente Z. Medindo-se a queda de tensão entre o eléctrodo de terra X e a estaca de

tensão Y e, mediante a lei de Ohm calcula-se a resistência entre X e Y:

RXY = UXY / IXZ

Procedimento:

Este método consiste em utilizar dois eléctrodos de terra auxiliares Y e Z ou eléctrodo de tensão e

eléctrodo de corrente, respectivamente, colocados no mesmo alinhamento. Um dos eléctrodos, o

que se coloca mais distante da terra a medir, serve para injectar no solo a corrente de medida –

chama-se eléctrodo de injecção de corrente Z, o outro serve para a referência de potencial nulo Y.

O correcto posicionamento dos dois eléctrodos auxiliares (Z e Y) em relação à terra a medir X ,

tem uma grande importância para se obter uma leitura correcta.

Ao colocar as varetas, verifique se a estaca de corrente, a estaca de tensão e o eléctrodo de terra

sob teste se encontram em linha recta.



Para realizar o ensaio, a estaca de corrente Z coloca-se à maior distância possível do eléctrodo

de terra sob teste X. Posteriormente, mantendo a estaca de corrente Z fixa, desloca-se a estaca

de tensão Y pela linha entre X e Z desde o ponto mais próximo de X até ao mais afastado

traçando-se a curva de união entre os pontos medidos.

Uma outra opção é a técnica de declive de Tagg, que consiste em realizar três leituras da

resistência de terra com a estaca de tensão Y a 20%, 40% e 60% da distância entre o eléctrodo

de terra sob teste, X, e a estaca de corrente Z.

6.4.3. A regra dos 62%

Esta regra permite reduzir o número de medidas a realizar. Mas atenção, a regra dos 62% só é

possível aplicar-se se estiver a testar um eléctrodo simples (não uma malha nem uma placa

grande), se o terreno for uniforme e se for possível colocar a estaca de corrente) a uma distância

igual ou superior a 30 metros a partir do eléctrodo de terra sob teste X. A estaca de tensão será

colocada a 62% dessa distância. Deve-se efectuar a medida e para comprovação devem-se

realizar mais duas medidas adicionais, uma com a estaca de tensão 1m mais perto e outra 1m

mais afastada do eléctrodo de terra sob teste. As leituras devem ser praticamente iguais e pode-

se considerar a primeira leitura como o valor da resistência de terra:

Como diminuir o valor da resistência de terra


d ≥ 30 m62% d


Caso haja necessidade de diminuir o valor da resistência de terra de um eléctrodo, pode recorrer-

se a qualquer dos processos seguintes:

• Aumentar o comprimento dos tubos ou varetas enterradas no solo;

• Aumentar a superfície das chapas ou das fitas em contacto com o solo;

• Enterrar no solo um número de elementos suficiente para que, uma vez ligados em paralelo,

se atinja o valor desejado da resistência de terra, convindo que os vários elementos fiquem a

uma distância entre si de cerca de 2m a 3m, ou, no caso de cabos ou fitas disposto

radialmente, estes formem entre si ângulos não inferiores a 60º;

• Aumentar a profundidade a que o eléctrodo se encontra enterrado por forma a atingir uma

camada de terra mais húmida e melhor condutora;

• Aumentar a condutibilidade do solo, preparando-o convenientemente com a adição de

substâncias condutoras adequadas, por exemplo o sulfato de cobre.



6.5. Exemplos de sistemas de terra das massas

Nas Fig.s 1 C-4 e 1 C-5 apresentam-se exemplos de sistemas de terra das massas para edifício

unifamiliar e para edifício colectivo.

De relevar que os exemplos propostos prevêem a existência do sistema de terra das massas e do

sistema equipotencial.





7. Pára-raios

A descarga atmosférica pode produzir-se entre uma nuvem e terra, entre nuvens ou dentro da

própria nuvem, quando uma destas nuvens, ou parte dela, está carregada menos negativamente

que a outra. Em qualquer dos casos o raio ou descarga atmosférica, é acompanhado de

fenómenos sonoros (trovão) e luminosos (relâmpago).

As nuvens que mais frequentemente dão margem a raios são os "nimbos" e os "cúmulos", que na

Europa estão entre os 300 e os 1000 m de altura sobre o nível do solo. Em geral, estas nuvens

têm base plana de 3 a 15 Km, que se apresenta carregada negativamente, enquanto que o cume

da nuvem assume carga positiva.

As tensões postas em jogo nas descargas atmosféricas são enormes e podem ser avaliadas,

aproximadamente entre 5 e 10 KV por centímetro de distancia entre nuvens ou entre a nuvem e a

terra. Os valores inferiores correspondem a descarga entre novena que é sempre menos intensa.

Assim, se a distância entre nuvem e terra for de 300 metros, e adoptarmos os maiores valores

(10 KV por cm) a tensão do raio será:

10 x 300 x 100 = 300.000 KV.

As intensidades de corrente das descargas atmosféricas são também bastante elevadas e

oscilam entre 10 kA e 200 kA, embora este último valor se possa considerar excepcional. Podem

considerar-se como valores normais de 10 kA a 50 kA.

O tempo da descarga é muito pequeno e compreendido, consoante os casos, entre 20 e 200

milionésimos de segundo.

Por todas estas razões pode deduzir-se que a potência do raio é grande, uma vez que e dada

pela expressão.

P = UI



enquanto que a energia total da descarga, em comparação, é muito pequena:

E = UIt

Elementos de valorização das grandezas relacionadas com o raio:

- Intensidades de corrente de 100.000 a 200.000 A

- Diferença de potencial de 500 a 1.000 kV

- Duração de 70 a 200 micro-segundos

- Carga eléctrica da nuvem de 20 a 50 coulombs

- Potência libertada de 1 a 8 mil milhões de kW

- Energia de 4 a 10 kWh

- Forma da descarga impulso unidirecional fortemente amortizado.

Como podemos ver, o fenómeno está longe de ficar

definido com os valores indicados, mas pode tomar-

se como boa base de estudo a curva intensidade-

tempo reproduzida no gráfico da figura ao lado, e

que se aceita geralmente como correcta.

Na curva vemos que a frente de onda alcança o seu

valor máximo num tempo compreendido entre 0,5 e

10 micro-segundos, enquanto que a parte final do

raio se amortiza, com um decrescimento quase

rectilíneo, em 150 micro-segundos.

Para esta descarga atmosférica obtém-se um valor de ponta, corrente de valor máximo, de 1000

kA aos 8 micro-segundos aproximadamente, decrescendo em seguida a intensidade de corrente

até ficar reduzida a 500 kA aos 65 micro-segundos.

Dada a elevada grandeza da potência instantânea desenvolvida pelo raio, os efeitos e

consequências da descarga são muito grandes mas sucedem-se num tempo muito curto.



Pode dizer-se que geral a extensão dos danos produzidos depende da condutividade eléctrica

dos corpos que recebem a descarga. No caso de corpos condutores os danos são mínimos e

quase sempre limitados aos pontos de entrada e saída da descarga

No caso dos corpos serem maus condutores (árvores, edifícios, etc.) os estragos são sempre

grandes, seguidos muitas vezes de incêndios que aumentam ainda mais os prejuízos e perigos.

Quando se trata de pessoas, na quase totalidade dos casos o efeito da descarga é a morte

instantânea, já que a comoção sofrida pelo organismo é enorme e muito violenta, produzindo-se

queimaduras totais ou parciais.

Os danos e destruições ocasionais pelos raios nos edifícios produzem-se, sobretudo, quando a

descarga atravessa partes isolantes, como madeira, ladrilho, pedra, etc., de tal maneira que para

proteger os edifícios é necessário prever elementos e dispositivos para que a descarga passe

para a terra sem atravessar as referidas partes isolantes, isto é, oferecer ao raio um caminho o

mais fácil possível. Canalizando desta forma a descarga evitam-se grandes prejuízos.

Os dispositivos utilizados para a protecção dos edifícios contra as descargas atmosféricas

denominam-se pára-raios. Para que um pára-raios seja tanto quanto possível económico e eficaz,

o correspondente projecto deve ser elaborado em coordenação com o projecto de construção civil

da estrutura a proteger.

Um sistema de pára-raios é, por definição, um conjunto de equipamentos cuja finalidade é

proteger um edifício ou uma estrutura e o respectivo conteúdo contra os efeitos perniciosos das

descargas atmosféricas directas neles incidentes.

Consideram-se partes fundamentais de um pára-raios, captor, condutor de descida e eléctrodo

de terra.



Os materiais a utilizar nos diversos componentes dos pára-raios são o cobre, o ferro galvanizado

e o aço inoxidável.

Para evitar a corrosão das ligações, deve-se procurar que tanto quanto possível, todos os

elementos do sistema sejam compostos pelo mesmo tipo de material.


captor artificial (Gaiola

de Faraday)

(condutores de cobertura)

condutor de descida

captor artificial(haste vertical

tipo Franklin)


7.1. Tipos de captores

Captores artificiais

- Hastes verticais (tipo Franklin): São constituídas por um ou mais elementos condutores

da mesma natureza (cobre ou ferro galvanizado ou aço inoxidável).

- Condutores de cobertura: Destinam-se a conduzir a corrente de descarga desde os

captores até às descidas. Pela sua posição elevada, estes condutores podem servir, eles

próprios, de captores, integrando nesse caso sistemas de condutores emalhados do tipo

gaiola de Faraday.

- Emalhado de condutores (Gaiola de Faraday): É composto, a nível de cobertura, por

um polígono, formado por condutores instalados no perímetro superior da estrutura.

Captores naturais

Podem ser usados como captores naturais os elementos metálicos existentes na parte superior

da estrutura a proteger e suficientemente dimensionados para suportar o impacto directo de

uma descarga, tais como coberturas de chaminés, clarabóias, depósitos, tomadas de ar dos

sistemas de climatização, etc.

Os captores naturais são integrados nos pára-raios através dos condutores de cobertura.

7.2. Condutor de descida ou simplesmente descida

É a parte do pára-raios destinada a conduzir a corrente de

descarga desde os captores até aos eléctrodos de terra.

A descida pode ser artificial ou natural.

As descidas artificiais devem ser em condutores nus de

cobre (secção ≥ 16 mm2) , de ferro galvanizado ou de aço

inoxidável (secção ≥ 50 mm2).

O número mínimo de descidas artificiais é de dois. O

traçado a seguir pelas descidas deve ser quanto possível

rectilíneo e vertical, de forma a minimizar o percurso entre

os elementos captores e a terra.



As descidas devem ser, em regra, instaladas à vista, fixas à superfície exterior da estrutura a

proteger por meio de elementos de suporte apropriados, estabelecidos à razão de dois por

metro, no mínimo. Cada descida artificial deve ser dotada de um ligador destinado a efectuar as

verificações e medições necessárias.

Podem ser utilizadas como descidas naturais os elementos metálicos existentes na estrutura a

proteger que dêem garantias de continuidade eléctrica, apresentem baixa impedância e possuam

a robustez mecânica necessária.

Como exemplos de descidas naturais referem-se as guias de elevadores, as escadas metálicas

exteriores, etc.

Nas estruturas de betão armado, permite-se o aproveitamento da armadura metálica do betão

para a função de descida natural, condicionado à garantia de continuidade eléctrica da mesma.

Eléctrodo de terra

É um dispositivo constituído por um corpo condutor ou por um conjunto de corpos condutores em

contacto íntimo com o solo assegurando uma ligação eléctrica com a terra.

A ligação à terra tem como finalidade a dispersão na massa condutora da terra da corrente

proveniente de qualquer descarga atmosférica que incida no pára-raios.

Todos os pontos de ligação enterrados devem ser preservados dos efeitos da humidade, por

envolvimento em meio não higroscópico (massa ou fita betuminosa, por exemplo).

O eléctrodo de terra preferencial a utilizar num pára-raios é

o eléctrodo em anel, constituído por um condutor

instalado na base das fundações do edifício ou embebido

no maciço de betão das fundações. Nestes casos, o

eléctrodo em anel deve, preferencialmente, ser constituído

por ferro galvanizado por imersão a quente.

Alternativamente pode ser utilizado um condutor em anel,

enterrado a uma profundidade de aproximadamente 0,80

m e envolvendo a estrutura a proteger.



Se para as instalações eléctricas do edifício for utilizado um eléctrodo em anel este deve ser

também utilizado como eléctrodo do pára-raios.

Para estruturas de dimensões

tais que o raio do eléctrodo em

anel resulte inferior a 8 m,

podem utilizar-se eléctrodos

do tipo radial (em forma de

“pata de ave”), constituídos por

três condutores (no mínimo de

6 a 8 m cada) derivados de um

ponto comum e enterrados horizontalmente no solo a uma profundidade mínima de 0,8 m.

Se não se optar pelo eléctrodo em anel, a cada descida deve corresponder um eléctrodo de terra.

Constituem eléctrodos de terra naturais as estruturas metálicas enterradas que façam parte ou

penetrem no edifício ou estrutura a proteger. São ainda normalmente utilizadas para aquele fim as

fundações em betão armado, desde que a sua continuidade eléctrica seja assegurada.

Devido ao facto de se tornar difícil verificar as características dos eléctrodos de terra naturais e,

sobretudo, pela dificuldade de garantir a manutenção daquelas características ao longo do tempo

a utilização do eléctrodos naturais não dispensa a instalação de eléctrodos artificiais.

Ligações equipotenciais

Todas as canalizações ou estruturas condutoras enterradas (água, esgotos, ar comprimido,

combustíveis, electricidade, telecomunicações, etc.) cujo traçado se situe a menos de 3 m de

qualquer ponto do conjunto de eléctrodos de terra do pára-raios devem ser interligadas com

aquele conjunto de eléctrodos de terra por meio de condutores de cobre (secção ≥ 16 mm2), de

ferro galvanizado ou de aço inoxidável (secção ≥ 50 mm2).



Prevenção da tensão de passo

A dissipação no solo de uma onda de corrente de descarga origina sempre o aparecimento de um

elevado potencial no conjunto de eléctrodos de terra e, consequentemente, no terreno

circundante, originando normalmente uma situação de risco para as pessoas e animais que ali se

encontrem.

Para diminuir a probabilidade de acidente por acção da tensão de passo, deve ser tomada pelo

menos uma das seguintes medidas:

- estabelecer no local, fazendo parte do eléctrodo de terra, um emalhado de condutores

horizontais enterrados no solo, não devendo as dimensões da malha exceder 5 m x 5 m;

- prever na zona crítica um tapete de material isolante não higroscópico (asfalto por exemplo)

com uma espessura mínima de 50 mm;

- aumentar a profundidade dos eléctrodos de terra para valores superiores a 1 m.

Por outro lado, deve ser dada preferência, sempre que possível, a eléctrodos de terra com a

forma de anel em detrimento de eléctrodos do tipo radial.

8. Bibliografia

• Técnicas e Tecnologias em Instalações Eléctricas, L.M: Vilela Pinto, Certiel – Associação

Certificadora de Instalações Eléctricas.

• http://www.prof2000.pt/users/lpa/Medida%20da%20resist%C3%AAncia%20do%20 circuito

%20de%20terra.ppt.

• Instituto do Emprego e Formação Profissional - Instalações de Sinalização Intercomunicação e

Protecção Contra Sobrecargas.


Documents

Manual do Módulo 7 – IEI I