Area Classificada

5/28/2018 Area Classificada

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1. CONCEITOS SOBRE REAS CLASSIFICADAS

Conceituada como aquela na qual uma atmosfera explosiva de gs est

presente ou provvel a sua ocorrncia a ponto de exigir precaues

especiais para a construo, instalao e utilizao de equipamento eltrico.

A classificao de reas regida pela norma internacional IEC60079.10[1]

O objetivo de prover os equipamentos eltricos a serem instalados nestes

locais de um tipo especfico de proteo o de eliminar ou isolar a fonte de

ignio, evitando a ocorrncia simultnea de um dos trs componentes (que

formam o tringulo do fogo), necessrios para que ocorra a exploso, ou

seja, o combustvel, o oxignio ou a fonte de ignio.

Figura 1 - Tringulo de Fogo

[2]

Conseqentemente, classificar uma rea significa elaborar um mapa de

classificao de rea que define, entre outras coisas, o volume de risco dentro

do qual pode ocorrer a mistura inflamvel.


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1.1 REAS CLASSIFICADAS CONFORME NORMA BRASILEIRA EINTERNACIONAL

A partir do momento em que o Brasil passou a adotar a normalizao

internacional, assumimos no ambiente industrial a parte conceitual e de

terminologia que praticada internacionalmente e que difere bastante da

americana at ento praticada, conforme veremos a seguir.

Em vez de classificar ambientes em classes (conforme a norma

americana que se refere s substncias inflamveis no local), a norma

internacional fala de Grupos (porm referidos aos equipamentos eltricos).

Ou seja:

a) Grupo I so equipamentos fabricados para operar em minerao

subterrnea;

b) Grupo II so equipamentos fabricados para operao em outras

indstrias (indstria de superfcie), sendo subdividido, conforme as

caractersticas das substncias inflamveis envolvidas, em IIA, IIB e IIC.

As subdivises em IIA, IIB e IIC seguem o mesmo principio da

normalizao americana, isto , esta ordem tambm indica uma gradao de

periculosidade da substncia, do ponto de vista do comportamento durante

uma exploso. A diferena est no fato de que a ordem inversa do NEC[VII]

alm de serem apenas trs grupos de substncias, ao invs de quatro.

As substncias e os seus respectivos grupos esto definidos assim:

a) Grupo IIA Atmosfera contendo as mesmas substncias do grupo D

(propano) do NEC[VII] art.500, exceto pela incluso de acetaldedo e

monxido de carbono (estes pertencentes ao Grupo C do NEC[VII]);


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b) Grupo IIB Atmosfera contendo as mesmas substncias do Grupo C

(etileno) do NEC[VII] art.500, exceto pela incluso de acrolena;

c) Grupo IIC Atmosfera contendo as mesmas substncias dos grupos A

(acetileno) e B (hidrognio) do NEC[VII] Art. 500.

Tabela 1 Classificao de reas [3]GS

Representativo doGrupo

ANBT[I] / IEC[V] API[II]/ NEC[VII]Art.500

Propano Grupo II A Grupo D

Etileno Grupo II B Grupo C

Hidrognio Grupo II C Grupo BAcetileno Grupo II C Grupo A

1.2 O CONCEITO DE ZONA

A denominao adotada pela norma brasileira/internacional para designar

o grau de risco encontrado no local ZONA em lugar do termo DIVISO

prescrito na tecnologia americana.

Assim so definidas trs tipos de ZONAS, a saber:

a) ZONA 0 - local onde a ocorrncia de mistura inflamvel/explosiva

contnua, ou existe por longos perodos;

b) ZONA 1 - local onde a ocorrncia de mistura inflamvel/explosiva

provvel de acontecer em condies normais e operao do

equipamento de processo;

c) ZONA 2 - local onde a ocorrncia de mistura inflamvel explosiva

pouco provvel e acontecer e se acontecer por curtos perodos.


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Figura 2 - Classificao de reas em Refinarias[2]

Pelas definies acima temos:

a) ZONA 1 - correspondendo a Diviso 1;

b) ZONA 2 - correspondendo a Diviso

O conceito denominado ZONA 0, no tem equivalente na designao

americana e oriundo da normalizao europia, significando os ambientes

internos a equipamentos de processo e que tenham comunicao com o meio

externo, formando mistura inflamvel/explosiva todo o tempo.

Como exemplo , a parte situada acima da superfcie do lquido inflamvele interna a um tanque de armazenamento, onde existe uma altssima

probabilidade de formao de mistura inflamvel/explosiva durante

praticamente todo o tempo.

So reas restritas a partes internas de equipamentos de processo.


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Figura 3 - Classificao de Zonas[2]

Temos no Brasil um nmero muito grande de indstrias de processo que

ainda adotam a tecnologia americana por fora de origem de seus projetos. A

internacionalizao da economia, e o desenvolvimento de programas de

produtividade e qualidade industrial esto trazendo novos desafios, exigindo

uma reavaliao dos nossos mtodos e tcnicas at hoje empregados.

A adoo de uma tecnologia internacional possibilita uma maior

aproximao com os pases desenvolvidos e o aproveitamento de solues

tcnicas muito evoludas, tanto do ponto de vista econmico, quanto do ponto

de vista de segurana.

Os mtodos de instalao previstos pela normalizao internacionalIEC60079-14[4] incluem tambm a prtica americana, uma vez que o objetivo

do organismo de normalizao internacional equalizar no restringir a

tecnologia que adotada pelos pases membros.

Portanto a norma IEC[V] oferece vrias alternativas para a escolha do

usurio.


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O documento que define a forma de aplicao dos equipamentos eltricos

nas reas classificadas o NEC[VII], que estabelece os requisitos que devem

ser obedecidos quando da construo e montagem desses equipamentos.

1.3 EQUIPAMENTOS ELTRICOS PERMITIDOS EM REAS

CLASSIFICADAS

Equipamentos eltricos ou outros equipamentos que possam constituir-se

numa fonte de ignio no devem ser instalados em reas Classificadas, a

menos que seja estritamente essencial sua instalao neste local, para aoperao. Os equipamentos e dispositivos eltricos devem possuir

caractersticas inerentes que os capacitem a operar em reas Classificadas,

com o mnimo risco a causarem inflamao do ambiente onde esto instalados.

Para isso so utilizadas diversas tcnicas construtivas que so aplicadas

de forma a reduzir o risco de exploso ou incndio provocado pela sua

operao. A figura vem ilustrar uma das tcnicas utilizada quando se pretendeobter uma proteo no centelhante.

Figura 4 - Tipo de Proteo[2]

1.4 MTODOS DE PREVENO

Existem vrios mtodos de preveno que permitem a instalao de

equipamentos eltricos geradores de fascas eltricas e temperaturas de

superfcies capazes de detonar a Atmosfera Potencialmente Explosiva de uma


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rea Classificada. Estes mtodos de proteo baseiam-se em um dos

princpios:

a) Confinamento da exploso (figura 6): Mtodo que evita a detonao

da atmosfera explosiva confinando a exploso em um compartimento

capaz de resistir a presso desenvolvida durante uma possvel exploso,

no permitindo a propagao para as reas vizinhas (Exemplo:

equipamento prova de exploso);

b)Segregao de fasca (figura 4): Mtodo que visa separar fisicamente

a atmosfera potencialmente explosiva da rea Classificada da fonte de

ignio. (Exemplo: equipamentos pressurizados, imersos ou

encapsulados);

c)Preveno (figura 5): Mtodo que controla a fonte de ignio de forma

a no possuir energia eltrica e trmica suficiente para detonar a

atmosfera explosiva da rea Classificada. (Exemplo: equipamentos

intrinsecamente seguros).

Figura 5 - Segurana Intrnseca[2]

1.5 TIPOS DE PROTEO DE EQUIPAMENTOS PARA USO EM REASCLASSIFICADAS

Os tipos de proteo para equipamentos Ex, conforme a IEC[V]e ABNT[I]

a simbologia associada, definio e Normas aplicveis esto relacionadas na

tabela abaixo:


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Tabela 2 - Tipos de Proteo Segundo a Norma IEC[V][3]

Tipo e Proteo

Smbolo

IEC /

ABNT

Definio NormasIEC / ABNT

prova de

exploso Ex-d

Capaz de suportar exploso

interna sem permitir que

essa exploso se propague

para o meio externo

IEC 60079.1[5]

(NBR 5363[6])

PressurizadoEx-p

Invlucros com presso

positiva interna, superior

presso atmosfrica, de

modo que se no houver

presena de mistura

inflamvel ao redor do

equipamento esta no entre

em contato com partes que

possam causar umaignio.

IEC 60079.2[7]

(NBR 5420[8])

Imerso em leo 1

Imerso em areia 2

imerso em resina2

Ex-o

Ex-q

Ex-m

As partes que podem

causar centelhas ou alta

temperatura se situam em

um meio Isolante.

IEC 60079.6[9]

(NBR 8601[10])

IEC 60079.5[11]

-

IEC

60079.18[12]

-

1No aceito pelas classificadoras em virtude da inflamabilidade do leo Isolante.

2No comumente utilizado - tecnologia antiga


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Tabela 3 Tipos de Proteo Segundo a Norma IEC[V][3]

Tipo e Proteo

Smbolo

IEC /

ABNT

DefinioNormas

IEC / ABNT

Segurana

aumentada Ex-e

Medidas construtivas

adicionais so aplicadas a

equipamentos que em

condies normais de

operao no produzem

arcos, centelhas ou altas

temperaturas

IEC60079.7[13]

(NBR 9883[14])

Segurana

intrnseca

Ex-ia

Ex-ib

Dispositivo ou circuito que

em condies normais ou

anormais (curto-circuito,

etc.) de operao no

possui energia suficiente

para inflamar a atmosfera

explosiva.

IEC

60079.11[15]

(NBR 8447[16])

Especial Ex-sUsado para casos ainda

no previstos em norma.

Ateno: Equipamentos Ex construdos e certificados para uso em Zona 1,como por exemplo os de tipo Prova de Exploso (Ex-d), podem ser utilizados

em Zona 2, porm ao contrrio no vlido, ou seja, equipamentos certificados

para Zona 2, como os do tipo no-acendvel (Ex-n), no podem ser utilizados

em Zona 1, pois so de concepo mais simples (requisitos construtivos menos

rigorosos que os adotados para Zona 1).


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Nota: Dentro os diversos tipos de proteo existentes, os nicos que

dependem do grupo de Gs so os Ex-d e o Ex-i. Portanto quando se

especificar qualquer um destes tipos de proteo deve-se citar tambm o grupo

de gs para o qual eles devem atender e a classe de temperatura.

Figura 6 - Prova de Exploso[2]

1.6 TEMPERATURA MXIMA DE SUPERFCIE

A mais alta temperatura que atingida (tabela 3) em servio, sob as mais

adversas condies (porm dentro das tolerncias) por qualquer parte ou

superfcie de um equipamento eltrico que seja capaz de provocar a ignio de

uma atmosfera inflamvel dentro da rea Classificada ao redor do

equipamento.

Nota:As mais adversas condies incluem sobrecargas ou defeitos previstos

na respectiva norma para o tipo de proteo.


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Tabela 4 - Temperaturas Mximas de Superfcie do Equipamento[3]

Classes

de

Temperatura

Mxima Temperatura

de

Superfcie do

Equipamento

Temperatura

de Ignio do

Material Combustvel

T1 450 C 450 C

T2 300 C 300 C

T3 200 C 200 C

T4 135 C 135 C

T5 100 C 100 CT6 85 C 85 C

1.7 CLASSIFICAO EM GRUPOS

Na classificao agrupa os diversos materiais pelo grau de periculosidade

que proporcionam, conforme a normalizao IEC[V]

Tabela 5 - Classificao em Grupos[3]

Grupos Descrio

Grupo I Ocorre em minas onde prevalece o gs da famlia do metano

(grisu) e poeiras de carvo.

Grupo II Ocorre em indstrias de superfcie (qumicas, petroqumicas,

farmacuticas, etc.), subdividindo-se em IIA, IIB e IIC

Grupo IIA Ocorre em atmosferas explosivas, onde prevalece os gasesda famlia do propano (plataformas de perfurao e

produo)

Grupo IIB Ocorre em atmosferas explosivas, onde prevalece os gases

da famlia do etileno

Grupo IIC Ocorre em atmosferas explosivas, onde prevalece os gases

da famlia do hidrognio (incluindo acetileno)


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Nota: O Grupo de maior periculosidade o Grupo IIC, seguido pelos

Grupos IIB e IIA, nesta ordem. Conseqentemente, se um equipamento

projetado para o grupo IIB, poder tambm ser instalado em locais com

possibilidade de ocorrncia de gases do Grupo IIA, mas nunca em locais com

gases do Grupo IIC.

Figura 7 Mapa da Classificao de reas do Parque de Esferas de GLP[2]

O mapa da figura 7 apresenta o parque das esferas, local onde

armazenado o GLP - Gs Liquefeito de Petrleo. A regio com hachura maior

representa o espao fsico destas esferas (definido como ZONA 2), trata-se de

uma regio em cu aberto, possui ventilao natural.

Caso ocorra vazamento, a regio com hachura menor, (local das

canaletas e/ou piscinas) concentrar volume maior de GLP, classificando a


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rea como ZONA 1. O GLP, possui peso especfico maior do que o ar e como

as vlvulas nas tubulaes de gs no so estanque, toda a regio fica

classificada como ZONA 1.

1.8 CONSIDERAES SOBRE AS REAS CLASSIFICADAS

Os equipamentos eltricos por sua prpria natureza podem se constituir

em fonte de ignio quando operando em uma atmosfera explosiva (rea

Classificada). Essa fonte de ignio pode ser ocasionada pelo centelhamento

normal devido a abertura e fechamento de seus contatos, ou por apresentar

temperatura elevada, esta podendo ser intencional (para atender a uma funo

prpria do equipamento) ou provocada por correntes de defeito (curto-circuito).

A energia necessria para causar a inflamao de uma atmosfera

explosiva , em geral, muito pequena. A quantidade de energia eltrica usual

na indstria para fins de acionamento de mquinas, iluminao, controle,

automao, etc. muitas vezes superior ao mnimo necessrio para provocar

incndios ou exploses.

Com isso, a soluo prover meios para que a instalao eltrica

(indispensvel na indstria) possa cumprir com o seu papel sem se constituir

num risco elevado para a segurana. Foi necessrio ento, o desenvolvimento

de tcnicas de proteo de modo que a fabricao dos equipamentos eltricos,

sua montagem e manuteno fossem feitos segundo critrios bem definidos

(normas tcnicas) que garantam um nvel de segurana aceitvel para asinstalaes.

Foram tambm estabelecidas regras que permitem ao usurio elaborar

um desenho, chamado de mapa da Classificao de reas que representa

uma avaliao do grau de risco de presena de substncia inflamvel da sua

unidade industrial.


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Assim uma instalao eltrica em indstrias que processam, manuseiam

e/ou armazenam produtos inflamveis somente ser considerada com nvel de

segurana adequado se forem atendidos os requisitos que esto expressos em

normas tcnicas especficas (tabela2). Lembrando que as medidas construtivas

que so aplicadas aos equipamentos eltricos para que os mesmos possam

operar em atmosfera potencialmente explosiva, a sua maioria, so baseadas

na quebra do ciclo da exploso (figura1).

1.9 CONCEITOS

importante fixarmos os conceitos de certos termos.

So eles:

1.9.1 Aterramento[17]

Aterramento eltrico consiste em uma ligao eltrica proposital de umsistema fsico (eltrico, eletrnico ou corpos metlicos) ao solo. Sua funo

principal sempre associada proteo das pessoas e dos equipamentos e

constitui-se basicamente de trs componentes:

a) As conexes eltricas que ligam um ponto do sistema aos eletrodos;

b) Eletrodos de aterramento (qualquer corpo metlico colocado no solo);

c) Terra que envolve os eletrodos.

Nas instalaes eltricas, so considerados dois tipos de aterramento[25]:

a) O aterramento funcional que consiste na ligao terra de um dos

condutores do sistema, geralmente o neutro, e est relacionado com o

funcionamento correto, seguro e confivel da instalao;


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b) O aterramento de proteo que consiste na ligao terra das massas

e dos elementos condutores, estranhos instalao, visando proteo contra

choques eltricos.

1.9.2 Baixa Tenso[21]

Trata-se de todas as instalaes eltricas alimentadas sob uma tenso

nominal igual ou inferior a 1.000 Volts em corrente alternada com freqncias

inferiores a 400 Hz ou 1.500 Volts em corrente contnua.

1.9.3 Blindagens[18]

A blindagem um recurso utilizado para minimizar interferncias,

necessitando de aterramento para estabelecer um potencial em torno de zero

na blindagem ou para proporcionar um caminho externo para as correntes

induzidas.

Sua principal finalidade confinar o campo eltrico ou magntico atravs

de uma camada de material semicondutor ou condutor.

1.9.3.1 Eletrosttica

Este tipo de blindagem visa anular ou diminuir a intensidade de campos

eltricos estticos ou quase estticos (provocados por cargas eltricas

existentes em zonas do outro lado da blindagem) em um determinado espao a

ser blindado.

Uma blindagem eletrosttica estabelece uma barreira condutora

suficientemente contnua onde so induzidas as cargas eltricas resultantes


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dos campos eltricos circundantes, que sem a blindagem seriam induzidas nos

elementos que pretendemos proteger.

A blindagem eletrosttica est aterrada e tem por finalidade fsica anular

ou diminuir a capacitncia entre os elementos condutores existentes de um

outro lado da blindagem, (substituindo essa capacitncia mtua por

capacitncias terra, considerada como referncia estvel de tenso).

As capacitncias da blindagem relativamente aos elementos circundantes,

so exclusivamente funo das disposies respectivas. desde que a tenso

da blindagem permanea invariante, (por aterramento e dimensionamento

adequado) a variaes de campo eltrico de um lado no interferem nos

elementos do outro lado.

Como as cargas induzidas na blindagem so funo da capacitncia

relativamente aos condutores vizinhos e das tenses envolvidas, as correntes a

escoar terra pela blindagem so em geral muito limitadas e em conseqncia

as blindagens eletrostticas podem ser to delgadas quanto praticvel.

A freqncia das oscilaes de campo eltrico deve permanecer no

domnio quase estacionrio.

1.9.3.2 Magnetosttica

A blindagem magnetosttica visa diminuir a induo magntica, (devida a

fluxos magnticos do outro lado da blindagem) em um determinado espao a

ser blindado.

Ela estabelece uma barreira de permeabilidade elevada onde se

concentram preferencialmente as linhas de fora de induo magntica

devidas ao campo magntico existente no espao do outro lado da blindagem.


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Assim o valor da induo magntica no espao a blindar resulta inferior ao

que seria sem a blindagem.

A eficcia da blindagem magnetosttica depende da geometria, da

permeabilidade e da espessura da blindagem.

1.9.3.3 Eletromagntica

Este tipo de blindagem visa anular ou diminuir a energia de camposmagnticos (causados por ondas eletromagnticas e ou fenmenos transitrios

de muito curta durao), que atinjam o espao a ser blindado.

Ela estabelece uma barreira onde se dissipa progressivamente a energia

de uma onda eletromagntica que a atinge, protegendo os elementos do outro

lado, dos efeitos dessa radiao de energia.

Interessa salientar que a blindagem eletromagntica pode servir tambm

como blindagem eletrosttica, poder servir (segundo a permeabilidade) como

blindagem magnetosttica.

Cabe ressaltar que uma blindagem para umas ondas de elevada

freqncia poder ser construda de material no formalmente condutor, (com

perdas para a freqncia em causa), como solo, gua do mar etc.

A eficcia de uma blindagem eletromagntica depende da profundidade

de penetrao do fenmeno eletromagntico no material da blindagem, da

geometria e permeabilidade da blindagem e tambm da durao do fenmeno

perturbador, se trata de pulsos (transitrios extremamente rpidos).


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1.9.4 Curto-Circuito Fase-Terra[19]

Este tipo de curto-circuito, tambm conhecido como curto franco, em

redes eltricas provoca o desbalanceamento do sistema trifsico, sobrecarga

nos equipamentos e cabos de rede, comprometendo a segurana da rede

eltrica e das pessoas. Para que seja desenergizado o trecho da rede afetada

necessrio que a corrente que circula pelo curto-circuito seja superior ao

valor de operao dos disjuntores e fusveis de proteo.

O aterramento do neutro dos transformadores e massas metlicas

fornece um caminho de baixa impedncia para esta corrente de curto

possibilitando a operao da proteo.

1.9.5 Dispositivo Eltrico

Equipamento ou componente que d passagem corrente eltrica,

praticamente sem utilizar a energia eltrica que por ele transita. o caso, por

exemplo, de chaves, fusveis, interruptores.

1.9.5.1 Dispositivo a Corrente Diferencial-Residual[22]

Os dispositivos corrente-diferencial, abreviadamente dispositivos DR,

constituem-se no meio mais eficaz de proteo de pessoas (e de animais

domsticos) contra choques eltricos, sendo largamente utilizados hoje em

quase todos os pases do mundo.

o nico meio ativo de proteo contra contatos diretos e, na grande

maioria dos casos, o meio mais adequado para proteo contra contatos

indiretos.

Por outro lado podem exercer a proteo contra incndios e tambm

constituir-se em vigilantes da qualidade da instalao.


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1.9.6 Efeito Corona[17]

Quando o gradiente na superfcie do condutor supera a rigidez dieltrica

do ar em torno de 30 kV/cm origina-se descarga saindo do condutor e

perfurando os primeiros centmetros da camada de ar.

Esse fenmeno representa a perda de energia nas linhas de transmisso

e as descargas do origem a um rudo caracterstico em uma faixa ampla de

freqncias desde as mais baixas - rudo caracterstico at as mais altas -

interferncia nas comunicaes de rdio, televiso, radar.

Estas conseqncias que so muito importantes para as linhas de

transmisso no apresentam problemas para sistemas de proteo aqui

tratados. No entanto possvel que a energia liberada nessas descargas venha

a causar inflamao nas reas classificadas.

Por esta razo, os condutores de descida dos SPDA Sistema deProteo Contra Descargas Atmosfricas no devem atravessar reas

Classificadas. As excees s devero ser admitidas aps um

dimensionamento dos condutores que evitem a formao dessas descargas.

Este assunto precisa ainda ser mais pesquisado para haver uma base

cientfica para se conseguir mais segurana.

1.9.7 Equipamento Eltrico

Cada uma das partes constituintes com que se realiza materialmente o

esquema de uma instalao eltrica, distintas entre si e essenciais ao

funcionamento da instalao.


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Nesse termo no so includas as estruturas de suporte, os isoladores e

os condutores de ligao.

1.9.8 Normas Tcnicas

As normas tcnicas podem ser colocadas em ordem de nvel de

abrangncia, observe que no se trata de nvel de importncia. A norma

tcnica de menor abrangncia a de nvel de empresa pelo fato de s cuidar

das atividades fim da empresa.

J em um nvel maior so as normas tcnicas nacional, vlida para o

pas e s considerada, quando emitida por um organismo reconhecido, no

caso do Brasil a ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas.

As normas tcnicas estrangeiras (norma tcnica nacional, porm de outro

pas Ex: NEC (National Electrical Code) possuem nvel de abrangncia maior

do que as brasileiras.

Com abrangncia ainda maior so as normas tcnicas regionais,

elaborada para atender determinados grupos de pases como o Mercosul. Isso

evita que haja barreiras tcnicas entre os pases que fazem parte do mesmo

grupo econmico.

O nvel de topo entre as normas so as internacionais, possuem maior

nvel de abrangncia. Elaborada com a finalidade e harmonizar a tecnologia domundo, representam a linguagem universal.

Todas as normas so orientadas para se basear nas normas tcnicas

internacionais. Os assuntos especficos de eletricidade e eletrnica so

tratados pela IEC (International Electrotechnical Commission).


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1.9.9 Segurana contra Choques Eltricos[19]

Instalaes eltricas em geral apresentam materiais metlicos no

energizados como meio de evitar contato das pessoas com partes energizadas,

tais como barramentos de quadros eltricos, interior de equipamentos.

Contudo se houver uma falha no isolamento destes sistemas os usurios

estaro sujeitos a choques eltricos com o conseqente risco para as pessoas.

O aterramento utilizado para assegurar que o potencial das partes

metlicas aterradas fique sempre abaixo do nvel dos potenciais perigosos,

garantindo assim a proteo das pessoas.

1.9.10 Surtos [17]

Trata-se de uma perturbao anormal da corrente ou tenso

normalmente esperada em um sistema. So causadas por manobras na rede,

descargas atmosfricas, interferncias eletromagnticas e outros.O controle

dos surtos dentro de um sistema eltrico obtido atravs de filtros protetores

contra sobretenses, tais como pra-raios de linha, supressores, capacitores.

Os modernos equipamentos eletrnicos possuem linhas de comunicao

de dados com outros equipamentos sujeitos a surtos.

O aterramento essencial para a correta operao dos protetores contra

sobretenses instalados em redes de alta e baixa tenso, pois estes

dispositivos drenam as correntes dos surtos para a terra, funcionando como

uma vlvula de escape para as correntes geradas pelas sobretenses.


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1.9.11 Terra de Plataforma [20]

Para efeito geral, a massa de casco metlico da embarcao ou

estrutura metlica de qualquer plataforma fixa.

A estrutura contnua de mdulo que so montados e soldados, tendo uma

conexo permanente estrutura principal, jaqueta, considerada terra.

Mdulos de perfurao e outras partes que no sejam soldadas

estrutura metlica principal, dever ser provida de ligao malha de

aterramento, para torn-los equipotencial a terra.

1.10 CONDIES ESPECFICAS DA PRTICA DO ATERRAMENTO

Condies Especficas so definidas como condies essenciais para que

seja dado suporte ao assunto em questo.

O Solo, o Aterramento, o Sistema de Aterramento e a Segurana atravs

da proteo com o uso do Dispositivo Diferencial Residual (DR) sero

apresentados em suas condies essenciais.

1.10.1 O Solo

Considerado como um condutor atravs da qual a corrente eltrica podefluir, difundindo-se em funo da resistividade com resistividade na faixa de 50

100#.m (ohm.metro) considerado como bom condutor (exemplo: solos

alagadios, lodos, hmus, argilas). Acima deste valor um condutor razovel.

Atravs do tratamento qumico podemos fazer com que venha a

conservar as caractersticas de um bom condutor.


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1.10.2 O Aterramento

Definido no sub-tem 1.10.1.

1.10.3 O Sistema de Aterramento

Conjunto de condutores, cabos, hastes e conectores interligados,

circundados por um elemento que dissipe para aterra a correntes que sejam

impostas a esse sistema; de tal forma que garanta as condies de segurana

pessoal nas proximidades e dentro do local instalado. Alm disso o

aterramento garante tambm a proteo dos equipamentos do local. Em

termos de segurana, devem ser aterradas todas as partes metlicas que

possam eventualmente ter contato com partes energizadas.

Assim, um contato acidental de uma parte energizada com a massa

metlica estabelecer um curto-circuito, provocando a atuao da proteo e

interrompendo a ligao do circuito energizado a massa. Existem vrias

maneiras para aterrar um sistema eltrico, que vo desde uma simples haste,passando por placas de formas e tamanhos diversos, chegando as mais

complicadas configuraes de cabos enterrados no solo. Os diversos tipos de

sistemas de aterramento devem ser realizados de modo a garantir a melhor

ligao com a terra. Os tipos principais so:

a) uma simples haste cravada ao solo;

b) hastes alinhadas;c) hastes em tringulo;

d) hastes em quadrado;

e) hastes em circulo;

f) placas de material condutor enterrado no solo;

g) fios ou cabos enterrados no solo, formando diversas configuraes, tais

como estendido em vala comum, em cruz, em estrela, quadriculados

formando uma malha de terra.


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1.10.4 A Segurana pela Proteo DR

O Dispositivo Diferencial Residual (DR), detecta a soma fasorial das

correntes que percorrem os condutores vivos de um circuito, num determinado

ponto do circuito, isto a corrente diferencial-residual (IDR) no ponto

considerado, e provoca a interrupo do circuito, quando IDR ultrapassa um

valor preestabelecido, chamado de corrente diferencial-residual nominal de

atuao (I$N). Teoricamente, num circuito normal, a soma fasorial das correntes

que percorrem os condutores vivos, mesmo que haja um desiquilbrio de

correntes (circuito trifsico desequilibrado) igual a zero (1a lei de Kirchhoff),

ou seja, a corrente diferencial-residual nula.

Na prtica no existe nenhum circuito absulutamente normal, os

equipamentos de utilizao e as linhas eltricas sempre apresentam correntes

de fuga consideradas normais. So estas correntes e as eventuais correntes de

falta fase-massa que o dispositivo DRdetecta. A norma estabelece que para a

proteo de pessoas, o DR deve atuar em uma corrente de ! 30 mA

(miliamperes), que o tipo mais comum encontrado no mercado. Existemoutras capacidades (100 mA e 300 mA), porm no servem para proteo

pessoal.

A norma NBR 5410[21]em sua ltima verso (1997) no obriga a utilizao

destes dispositivos nas instalaes e equipamentos. Seu uso uma opo de

projeto. Podemos classificar os DRsem trs apectos: Tipo de falta detectvel;

Fonte auxiliar e Curvas de atuao.

a) Tipo de falta detectvel: Esse parmetro determina o modo de

funcionamento do DR. Atualmente podemos encontrar trs tipos:

a.1) Tipo AD: Sensvel apenas a corrente alternada, isto , o disparo

garantido apenas para correntes difereciais senoidais;

a.2) Tipo A: Sensvel a corrente alternada e a corrente contnua

pulsante;


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a.3) Tipo B: Sensvel a corrente alternada, a corrente contnua

pulsante e a corrente contnua pura. Esse tipo o mais moderno

do mercado.

b) Fonte auxiliar: Os DRs podem ser construdos de duas formas:

b.1) Funcionamento direto, ou seja, sem a necessidade de energia

auxiliar;

b.2) Funcionamento eletrnico, isot , com a necessidade de energia

(fonte de alimentao) auxiliar. A fonte pode ser a prpria rede

eltrica.

c) Curvas de atuao: Existem duas curvas possveis de atuao para os

DRsa curva G e S. Para o tipo G, a normalizao s especifica

limites mximos, isto , o tempo mximo em que o dispositivo deve

efetivar o desligamento do circuito protegido. J o tipo S, deve

obedecer tambm a tempos mnimos de no-atuao. Essa

caracterstica a razo do nome desse tipo de DR (S de seletivo),

visto que ele atua aps decorrido um certo tempo.

2 PRTICA DOS DIFERENTES ESQUEMAS DE ATERRAMENTO EM

BAIXA TENSO[22]

O aterramento deve assegurar, de modo eficaz, as necessidades de

segurana e de funcionamento de uma instalao eltrica, constituindo-se num

dos pontos mais importantes de seu projeto e de sua montagem. O

aterramento de proteo consiste na ligao terra das massas dos elementos

condutores estranhos instalao, tem por objetivo limitar o potencial entre as

massas, entre massas e elementos condutores estranhos instalao e entre

ambos e a terra a um valor suficientemente seguro sob condies normais e

anormais de funcionamento, alm de proporcionar s correntes de falta para a

terra um caminho de retorno de baixa impedncia.


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O aterramento funcional, isto , a ligao terra de um dos condutores

vivos do sistema (o neutro em geral), proporciona principalmente a definio e

estabilizao da tenso da instalao em relao terra durante o

funcionamento; limitao de sobretenses devidas as manobras, descargas

atmosfricas e a contatos acidentais com linha de tenso mais elevada. Quanto

ao aterramento funcional, os sistemas podem ser classificados em diretamente

aterrados (TN); aterrados atravs de impedncia e os no aterrados (IT).

A classificao dos diferentes tipos de aterramento so apresentados na

NBR-5410[21]como: TN-S, TN-C, TN-C-S, TTe IT.

A Primeira Letra - Especifica a situao da alimentao em relao a

terra.

T - A alimentao do lado da fonte tem um ponto solidamente

aterrado;

I - Isolao de todas as partes vivas da fonte de alimentao em

relao terra.

A Segunda Letra Especifica a situao das massas em relao terra.

T- Massa aterrada com terra prprio independente da fonte;

N- Massa ligada ao ponto aterrado da fonte;

I- Massa isolada, no aterrada.

A Terceira Letra Forma de ligao do aterramento da massa do

equipamento, usando o sistema de aterramento da fonte.

S - Separado, o aterramento da massa e feito por um fio (PE),

distinto do neutro;

C - Comum, o aterramento da massa do equipamento feito

usando o fio neutro (PEN).


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Em locais onde h risco de incndio e exploso o esquema TN-C

proibido e o sistema TN-S(Figura 8), adotado.

A proteo por Dispositivo Diferencial Residual (DR)de sensibilidade 500

miliampres (mA) na origem do circuito que supre os locais de risco torna-se

obrigatrio em alguns pases.

Figura 8 - Esquema de Aterramento TN-S[18]

2.1 ESQUEMA TN-S

Os condutores de proteo e neutro so separados. Em sistemas com

cabo enterrado onde exista uma capa de proteo de chumbo, o condutor de

proteo geralmente a capa de chumbo. O uso de condutores separados PE

(proteo) e N(neutro) obrigatrio para circuitos de seo inferior a 10 mm2

para cobre e 16 mm2 para alumnio e em equipamentos mveis. Os esquemas

TN-Ce TN-S podem ser usados na mesma instalao (TN-C-S).

Neste esquema TN-C-S, o esquema TN-Cno deve ser usado jusantedo sistema TN-S.

O ponto em que o condutor PEse separa do condutor PEN geralmente

na origem da instalao.


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Figura 9 - Esquema de Aterramento TN-C[18]

2.2 ESQUEMA IT

Caso seja utilizado um sistema eltrico com a caracterstica do tipo IT, ou

seja, com neutro isolado do terra ou aterrado atravs de impedncia, deve ser

utilizado um dispositivo supervisor de isolamento, para indicar a primeira falta

terra. Uma instalao em ZONA 1, deve ser desligada instantaneamente, no

caso de uma primeira falta terra, ou pelo dispositivo de superviso da

isolao ou ento pelo dispositivo de proteo s correntes residuais.

Outra importante diretriz que, quando for utilizado cabo armado e a

armao servir como condutor de proteo, seu dimensionamento deve estar

de acordo com a NBR 5410 [21] .

Figura 10 - Esquema de Aterramento IT [18]


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2.3 ATERRAMENTO DE SEGURANA

A norma NBR 5410[21] estabelece que toda a parte no condutora de uma

instalao deve ser aterrada individualmente sistema TT ou atravs de um

condutor de proteo aterrado (se o condutor de proteo utilizado for o neutro

(PEN), o sistema dito TN-Cse o condutor de proteo for separado do neutro

mas aterrado no mesmo ponto (PE)o sistema dito TN-S.

Quando o indivduo toca uma massa no aterrada ou aterrada sob uma

impedncia elevada, como no caso do motor da figura apresentada fica

submetido a uma tenso de toque e a uma corrente de choque cujos valoresso muitas vezes capazes de lev-lo morte.

Figura 11 - Motor Aterrado Sob uma Impedncia Ztm[23]

Esta prtica de aterramento refere-se ao esquema TT. Podemos observar

que quando um indivduo toca uma massa no aterrada ou aterrada sob uma

impedncia elevada, como no caso do motor da figura 11, fica submetido auma tenso de toque e a uma corrente de choque cujos valores so muitas

vezes capazes de lev-lo morte.


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Figura 12 - Motor Aterrado Atravs do Condutor de Proteo[23]

Esta prtica de aterramento refere-se ao esquema TN-S. Podemos

abservar (figura 12) de que o CCM e o motor esto aterrados atravs de um

condutor de proteo (PE). Caso ocorra uma falta fase-massa a corrente ir

preferir o caminho de menor impedncia, nesta condio a preferncia ser o

condutor PE.

2.4 CONSIDERAES DA PRTICA DO ATERRAMENTO

Quando a corrente de falta terra restrita devido a uma impedncia

inevitavelmente alta, de modo que a proteo de sobrecorrente no pode ser

baseada no disparo do disjuntor do circuito dentro do tempo prescrito, as

seguintes possibilidades devem ser consideradas:

a) Sugesto 1

Instalar disjuntor que tenha um disparo magntico instantneo com um

nvel de operao menor que o ajuste usual. Isto proporciona proteo para

pessoas em circuitos que so normalmente longos. Precisa ser verificado se

altas correntes transitrias tais como as de partida de motores no iro causar

desligamentos indesejados.


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b) Sugesto 2

Instalar Dispositivo Diferencial Residual (DR) no circuito. O dispositivo

no precisa ser de alta sensibilidade (HS). Quando so envolvidas tomadas os

circuitos precisam ser protegidos por DRde alta sensibilidade (HS) ( %30 mA);

geralmente utiliza-se um para cada tomada em um circuito comum.

c) Sugesto 3

Aumentar a bitola dos condutores PE ou PENou condutores de fase, para

reduzir a impedncia do lao.

d) Sugesto 4

Adicionar condutores equipotenciais suplementares. Isto ter um efeito

similar ao da sugesto 3, uma reduo na resistncia do lao de falta terra,

enquanto que ao mesmo tempo melhora as medidas existentes de proteo

contra tenses de toque.

A eficincia desta melhoria pode ser verificada pelo teste da resistncia

entre cada parte condutora exposta e o condutor de proteo principal. Dos

esquemas de aterramento apresentado o praticado em reas Classificadas

so o TN-S, onde os condutores neutro (N) e de proteo(PE) so separados eo esquema ITque possui somente as massas aterradas (ambos objeto deste

estudo). Cada um dever ser analisado e suas particularidades conhecidas

para optar por aquele que melhor o atenda. O esquema TN-S pode ser

utilizado em instalaes com condutores de qualquer tipo de seo, alm de

admitir o uso de Dispositivos a Corrente Diferencial Residual (DR), quer como

proteo contra contatos indiretos, quer como proteo complementar contra

contatos diretos.

No esquema IT no existe o aterramento direto de qualquer ponto da

alimentao estando as massas aterradas em um ou mais eletrodos de

aterramento (independentes em geral do eletrodo de aterramento

eventualmente existente para a alimentao).


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Nele quando da ocorrncia de uma primeira falta fase-massa, a corrente

resultante limitada de tal maneira que nenhuma tenso de contato perigosa

possa aparecer em qualquer massa da instalao. Essa condio permite

evitar o seccionamento automtico decorrente de uma primeira falta, permitindo

que o setor atingido continue funcionando.

No entanto importante que a falta seja rapidamente localizada e

eliminada, do contrrio a instalao ir comportar-se como se o esquema fosse

TNou TT caso ocorra uma segunda falta.


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3 PLATAFORMAS MARTIMAS[24]

Figura 13 - Campo de Produo Martimo

Plataformas Martimas so unidades de explorao, perfurao e

produo do petrleo subtrado das profundezas do oceano. A API[II] no

permite a simultaneidade das atividades em uma nica plataforma, ou seja, a

plataforma dever ser de explorao, perfurao ou produo.

Em sua estrutura feita de ao, esto montados vrios equipamentos

eltricos e eletrnicos que em conjunto realizam a funo de mant-la

operando. O uso do critrio para a prtica da eletricidade feito atravs de

procedimentos elaborados a partir das normas tcnicas aplicadas nos

ambientes com reas Classificadas.

Os profissionais so altamente qualificados e a segurana uma

exigncia da Classificadora. A Classificadora uma sociedade, atravs de um

consrcio integrado por vrios pases como (Inglaterra, Japo, Estados Unidos,


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Alemanha) que estabelecem regras com objetivo de promover a segurana e o

seguro patrimonial. O uso das normas internacionais compulsrio.

A prtica do aterramento, objeto do nosso estudo, nestes ambientes,

exige algumas particularidades que sero apresentadas no decorrer deste

captulo, assim como o tratamento da energia eletrosttica e das descargas

atmosfricas conforme relacionado abaixo:

a) Aterramento de Equipamentos;

b) Aterramento de Sistemas Eltricos;

c) Eletricidade Esttica;

d) Descargas Atmosfricas.

3.1 ATERRAMENTO DE EQUIPAMENTO[20]

O aterramento deve limitar a tenso que pode estar presente entre a

carcaa metlica de um equipamento com falha de isolamento e a estrutura da

plataforma.

A corrente deve ser drenada pelo cabo de aterramento ao invs de

circular pelo corpo de uma pessoa que possa estar em contato com o

equipamento. O aterramento deve fornecer um caminho de baixa resistncia ou

baixa impedncia para as correntes de falta (curto-circuito) para a terra.

As cargas estticas acumuladas em vasos, tubulaes que manuseiamlquidos inflamveis devem ser escoadas para a estrutura da plataforma

quando for o caso, eliminando possveis fontes de ignio.

Em superfcies no condutoras, sujeitas a carregamento eletrosttico por

atrito, no haver risco de ignio por eletricidade esttica se uma das

seguintes condies forem atendidas:


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a) Sua resistncia superficial for superior a 1M#(mega ohm);

b) Sua rea for menor do que o valor indicado na tabela

Tabela 6 - reas Mximas de Superfcies no Condutoras Isentas de

Riscos de Ignio por Carregamento Eletrosttico [3]

GRUPOS

Zonas IIA IIB IIC

0 50 cm2 25 cm2 4 cm2

1 100 cm2 100 cm2 20 cm2

2 sem limite sem limite sem limite

3.2 EMBARCAES MARTIMAS

Segundo o SOLAS[IX] (definido em 3.13.1), item 2.14, no permitida a

circulao de altas correntes de defeito pelo casco da embarcao, que podem

provocar centelhas com eroso da estrutura podendo culminar em exploso,

em caso de arco em suporte metlico na base das bombas, tanque/vaso com

leo/gs.

Assim todos os circuitos de gerao e distribuio, circuitos de fora e

iluminao em navios para transporte de inflamveis, so isolados de terra

(item 2.2).

Nas primeiras plataformas flutuantes adotou-se de modo geral o sistema

de neutro isolado de terra, sistemas isolados, partindo das mesmas regras

ento adotadas pelo SOLAS[IX] para navios que manipulam substncias

inflamveis e tambm pelas Classificadoras. Sistema com o neutro aterrado

por alta resistncia (IT) vem sendo adotado recentemente, com correntes de

defeito terra de at 5 Ampres em baixa tenso, e de 10 a 20 Ampres, em

mdia tenso, tipicamente.


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3.3 PARTES METLICAS EXPOSTAS NO CONDUTORAS

As partes metlicas no destinadas a conduzir correntes eltricas, tais

como, invlucros e carcaas de motores, de luminrias fixas ou portteis,

painis, oleodutos, bandejas (calhas) de cabos e outros, devero estar

aterradas atravs de um contato metlico com a malha de aterramento e o

casco da plataforma.

Deve haver garantia de uma conexo eltrica efetiva e permanente para

evitar o aquecimento, arcos ou centelhas causados por acoplamentos no

eficazes ao aterramento, quando da ocorrncia de correntes de defeito. Um

efetivo aterramento significa ligar diretamente (galvanicamente) a carcaa dos

equipamentos ao casco metlico da plataforma, eliminando o risco de

centelhamento e de choque eltrico.

Quando for assegurado um contato metlico adequado entre as carcaas,

e tais equipamentos e a estrutura do casco, seja atravs de solda, fixao por

parafuso ou rebite, com raspagem da pintura, ou com o uso da arruela dentadafica dispensado o uso de cabo de aterramento dedicado para o equipamento.

A medio da resistncia de contato entre carcaa de um equipamento e

a estrutura, medindo de superfcies metlicas sem pintura, deve fornecer leitura

de 0,0 (zero) para qualquer megohmetro 100/250 volts e menor do que 5

ohms (*) com qualquer multmetro na escala hmica.

Aterramento de circuitos intrinsecamente seguro e respectivas blindagens

de cabos, deve ser menor que um ohm. [Prtica Recomendada]

(*) A resistncia de aterramento deve ser to menor quanto maior seja a

corrente de curto-circuito para terra.


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Figura 14 Anel de Aterramento para Embarcaes Martimas[25]

3.4 ATERRAMENTO POR CONTATO METLICO

Utilizado, por exemplo, em motores e painis eltricos montados

diretamente em pisos ou em anteparas de ao, como ilustrado abaixo.

A utilizao de arruela dentada torna mais efetivo o contato fsico, obtido

quando o equipamento aparafusado diretamente na estrutura.


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Figura 15 - Aterramento por Contato Metlico[25]

3.5 ATERRAMENTO ATRAVS DE CONDUTOR

Utilizado em:

a) quadros eltricos de distribuio;

b) painis montados em anteparas no metlicas;

c) equipamentos montados em amortecedor de vibrao de borracha.


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Figura 16 - Quadros Eltricos[25]


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Figura 17 - Painis[25]

Figura 18 - Equipamentos[25]


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3.6 MALHA DE ATERRAMENTO

Uma malha de aterramento visvel, com cabo de cobre, isolado em PVC

verde, e protegida contra danos mecnicos, interligando todas as principais

estruturas metlicas, dever ser instalada em plataformas que tenham

Sistemas Solidamente Aterrados (TN), ou Aterrados atravs de Baixa

Resistncia (IT), conforme Norma Petrobras N-2222[25].

3.7 ATERRAMENTO DE BLINDAGEM E ARMADURA METLICA DE

CABOS

Cabos em reas Classificadas devem ser do tipo armado. Onde estes

cabos passam atravs das fronteiras de tais locais, eles devem ser instalados

com dispositivos do tipo estanque a gs. Nenhuma emenda permitida em

reas Classificada; exceto para circuitos intrinsecamente seguros.

Figura 19 - Aterramento de Cabo com Armadura Metlica[25]


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A figura 19 apresenta o aterramento praticado no conjunto quadro de

distribuio, painel, chave de partida, motor e carga, embora no

representados, so necessrios. Todas as terminaes de cabos armados com

blindagem, armadura ou trana metlica, em reas Classificadas, devem ser

efetivamente aterrados.

Essa armadura, blindagem ou trana deve ser aterrada em ambas as

extremidades do cabo, exceto nos ramais de alimentao de carga terminados

em reas no classificadas, onde poder ser aterrada na extremidade de

suprimento de energia.

A blindagem do cabo de circuitos intrinsecamente seguros tambm deve

ser efetuada em um nico ponto. A continuidade eltrica da armadura em toda

a extenso do cabo, particularmente nas conexes e derivaes, deve ser

assegurada. Quando do emprego do equipamento com invlucros de alumnio,

do tipo prova de exploso (Ex-d), utiliza-se prensa-cabo prova de

exploso, com anis cnicos para aterrar a armadura metlica do cabo.

Figura 20 - Aterramento de armadura metlica de cabo armado.Reproduzido de [20]


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Aterramento de armadura metlica de cabo armado, em caixa metlica a

prova de exploso (Ex-d) atravs de prensa-cabo (Ex-d), com anis de trava

/aterramento. Com o uso cada vez mais freqente de invlucros e caixas

plsticas, com proteo do tipo segurana aumentada (Ex-e), utilizando prensa

cabos em plstico, o aterramento da armadura metlica do cabo passa a ser

feito pelo mtodo indireto, dentro da caixa que venha com um terminal de

aterramento interno especfico para interligar partes metlicas, ou caso, no

haja tal terminal, com presilha/braadeira ou terminal de aterramento externo,

conforme figura 21 abaixo. A normalizao IEC [V] , admite os seguintes tipos de

entrada de cabos em invlucros, alm do sistema de cabo em eletrodutos:

a) Entrada direta em invlucro Ex-d,

b) com uso de prensa-cabo Ex-d;

c) Entrada indireta em caixa plstica do tipo segurana aumentada,

atravs de prensa-cabo do tipo Ex-e

Figura 21 Tipos de entradas em cabos em invlucros conforme anormalizao IEC[V]


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3.8 ATERRAMENTO DA MALHA METLICA DE CABOS ELTRICOS

Quando um cabo armado, com armadura trana metlica chega a umacaixa plstica do tipo segurana aumentada, o aterramento da trana metlica

do cabo pode ser feito conforme um dos mtodos indicados.

Figura 22 - Aterramento de Cabo[25]

Nota: O trilho aterrado a estrutura metlica


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3.9 EQUIPAMNTOS MVEIS EM REAS CLASSIFICADAS

Para equipamentos montados sobre estruturas no metlicas ou

equipamentos mveis ou deslizantes sobre trilhos, como por exemplo, prtico-

rolante este dever ter um cabo de aterramento dedicado, que acompanhe os

movimentos do equipamento instalado em paralelo ao cabo de energia ou ter o

quarto condutor adicional que siga dentro do mesmo cabo de alimentao ou

ter cabo com capa com armadura metlica, ligando o equipamento ao casco.

3.10 ATERRAMENTO DE SISTEMA ELTRICO

As diretrizes para o projeto orientam que o sistema com neutro isolado

(IT) dever ser utilizado preferencialmente em FPSO[III](navios de produo) e

FSO[IV](navios de armazenamento), visando evitar circulao de corrente pelo

casco, durante faltas terra (carcaa), na regio dos tanques de petrleo

(exigncia das Sociedades Classificadoras).

O aterramento por alta resistncia dever ser tambm utilizado

preferencialmente nas demais unidades martimas de produo, que no

armazenem petrleo.

Para ambos os sistemas, neutro isolado ou aterrado por alta resistncia

(IT), dever ser garantida uma rpida e eficiente deteco e sinalizao defaltas a terra.

3.11 ATERRAMENTO DE SISTEMA DE CORRENTE CONTNUA

Os circuitos de bateria, de carregadores de bateria e painis de

distribuio de corrente contnua , devero ser isolados de terra, ou seja, nem o


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terminal positivo, nem o terminal negativo podero ser aterrados ou ligados a

estrutura metlica da plataforma.

Usualmente, os retificadores de maior porte, tm um circuito de alarme

visual/ sonoro de falta terra, identificando o polo (positivo ou negativo) de

curto-circuito para a terra. O circuito defeituoso deve ser identificado e

rapidamente eliminado o defeito, para evitar o progresso para curto-circuito

direto entre os dois plos.

Sistemas de partida (motor de arranque) de motores diesel, tambm no

devem ser aterrados. Exceo feita para o circuito de proteo catdica de

corrente impressa, onde necessrio a ligao ou aterramento do negativo do

retificador ao casco a ser protegido; o positivo do retificador ligado aos

nodos.

3.12 ELETRICIDADE ESTTICA[27]

Nas plantas petrolferas a gerao de eletricidade esttica preocupanteuma vez que pode ser a responsvel pela ignio da atmosfera explosiva

situada na rea Classificada. Por isso cuidados adicionais so requeridos. A

seguir alguns comentrios pertinentes sobre esta forma de energia.

3.12.1 Eletricidade Esttica e Correntes de Fuga

Estes importantes assuntos tambm esto discutidos na API

Recommended Pratice 2003. A eletricidade esttica constitui um risco de

incndio e exploso durante o manuseio de petrleo (leos crus e derivados

lquidos).

Algumas operaes podem dar lugar acumulao de cargas eltricas,

as quais podem ser repentinamente liberadas em descargas eletrostticas,


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com energia suficiente para inflamar uma mistura inflamvel de gs de

hidrocarbonetos com ar.

3.12.2 Acumulao de Eletricidade Esttica

No caso do petrleo, os produtos so em geral, considerados como

acumuladores de eletricidade esttica. Os acumuladores estticos incluem os

produtos como: querosene de aviao, leo diesel claro, leo lubrificante,

gasolina naturais, querosenes, solventes, gasolina automotiva e de aviao;

naftas e gasleos pesados.

As trenas de metal ou outros dispositivos de medio/amostragem que

podem atuar como condutor eltrico, atravs de todo seu comprimento, deve

ser efetivamente aterrada ou conectada antes da introduo no interior do

tanque, at aps a sua retirada. No devem ser utilizados trenas ou cabos de

material sinttico. Para maiores detalhes, consultar o ISGOTT[VI] .

3.12.3 Esttica nos Produtos Escuros Derivado do Petrleo

Estes produtos no so classificados como acumuladores estticos pelo

fato de terem suficiente condutividade eltrica que redistribui rapidamente as

cargas eltricas separadas durante o manuseio, impedindo a acumulao de

eletricidade esttica, exemplo: leo cru e leo combustvel.

3.12.4 Descargas de Eletricidade Esttica

As descargas eletrostticas podem ocorrer como conseqncia do

acmulo de cargas em:


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a) lquidos ou slidos no condutores como, por exemplo, um leo

acumulador esttico (tal como o querosene) bombeado para o interior

de um tanque, ou um cabo de polipropileno;

b) condutores lquidos ou slidos eletricamente isolados como, por

exemplo, neblinas, borrifos ou partculas em suspenso no ar ou uma

barra de metal pendurada na extremidade de um cabo de fibra

sinttica.

A preocupao a ser tomada para evitar um risco de descarga

eletrosttica manter todos os objetos metlicos interligados. A interligao

elimina o risco de descargas entre objetos de metal que podem estar muito

energizados e serem perigosos.

3.12.5 Contato Metlico para Descarga de Eletricidade Esttica

O perigo de uma descarga devido ao acmulo de eletricidade esttica

resultante do fluxo (atrito) de lquidos/gases/vapores pode ser evitado se aresistncia entre tanques de armazenamento/plantas de processo/sistemas de

tubulaes e a estrutura da unidade ou instalaes for menor que 1 M#

(megaohm).

Assim, caso o contato entre os vasos de armazenamento/planta e

processo/tubulao associada seja feito diretamente atravs de contato

metlico das bases ou atravs de seus suportes, ou ainda por meio de solda oufixao por parafusos estrutura da plataforma, de modo a assegurar

resistncia menor que 1M# (megaohm), fica afastado o risco de acmulo de

carga esttica.

3.12.6 Reabastecimento na Plataforma


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Esta preocupao existe, por ser o helicptero um dos meios de

transporte mais utilizado para embarque ou desembarque de pessoal.

Qualquer ignio perigosa devido a uma diferena de potencial eltrico

existente para o terra, no caso a estrutura metlica da plataforma, deve ser

efetivamente controlada. Isto pode requerer o uso de correias condutoras,

aterramento de equipamento de carga e descarga de fludo combustvel e da

mangueira e o aterramento do helicptero, antes do abastecimento.

Todas as preocupaes contra ignio devida descarga de eletricidade

esttica devem estar de acordo com o NFPA-77 [28]. Assim um cabo de

aterramento dever ser ligado ao helicptero para descarga de energia

esttica, distante da boca de abastecimento, antes de conectar a mangueira de

abastecimento.

O mesmo procedimento dever ser adotado para aterrar tanques de

transferncia mveis antes de qualquer conexo de mangueira para

transferncia.

3.12.7 Cordoalhas de Aterramento

Todos os equipamentos tais como tanques, mquinas e tubulaes onde

uma mistura explosiva pode estar presente devem estar aterrados.

Tubulaes instaladas em reas Classificadas devem ser

adequadamente aterradas por soldas ou por meio de parafuso e cinta metlica,

fixando a tubulao ou seus suportes diretamente ao casco da plataforma, ou

ainda atravs da utilizao de cordoalhas de aterramento. Sees

eletricamente isoladas, de tubulaes metlicas ou de equipamentos devem

ser interligados a outras partes do sistema ou aterrados individualmente. O


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aterramento elimina o risco de descargas de eletricidade esttica entre objetos

metlicos.

Cordoalhas de aterramento devem ser instaladas onde for necessrio

garantir a continuidade eltrica e a capacidade de conduzir seguramente

qualquer possvel corrente de falta. Onde as cordoalhas de aterramento forem

utilizadas, elas devero ser claramente visveis, protegidas contra danos

mecnicos e do tipo que no seja afetada por produtos corrosivos e pintura.

Cordoalhas de aterramento so requeridas para tanques e vasos, plantas

de processo e tubulaes associadas, que no estejam diretamente

conectados estrutura metlica da plataforma. A cordoalha de aterramento

pode ser dispensada quando tais equipamentos forem diretamente soldados ou

aparafusados estrutura ou indiretamente, atravs de suportes metlicos,

conforme mostram as figuras abaixo.

Figura 23 - Cordoalha do Aterramento[25]

Nota: Para sistemas com neutro solidamente aterrado, a carcaa dos

equipamentos eltricos tem que ser ligados a malha de aterramento atravs e

cabo de aterramento dedicado.


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3.13 Cuidados Adicionais para as Descargas Atmosfricas[20]

Havendo um contato eltrico entre casco metlico da plataforma e o

mastro ou outra estrutura metlica de altura adequada nenhuma outra proteo

adicional contra os efeitos de descargas atmosfricas ser necessria.

Descargas atmosfricas quando atingem a Plataforma so drenadas

para o mar atravs de sua estrutura metlica. Dessa forma, a Plataforma e o

pessoal nela embarcado esto inerentemente protegidos, conforme o NFPA780[29], itens D-6 e D-10:

Item D-6 da NFPA:

Navios com Casco Metlico - Se existir um contato eltrico entre o casco

metlico e o mastro metlico ou outra superestrutura metlica de adequada

altura que atenda as recomendaes da seo D-2, nenhuma outra proteo

contra raio necessria. Barcos com objetos no aterrados ou no condutores

projetados acima do mastro metlico ou superestrutura devem ter estes objetosaterrados ou protegidos com condutor de aterramento, respectivamente, de

maneira a proteg-los.

Nota: A seo D-2 do NPFA 780[29] dispe sobre as recomendaes para

instalao de mastros para proteo contra descargas atmosfricas.

Item D-10.1 da NFPA:

Navios quase invariavelmente so construdos com mastros, estruturas

treliadas, superestruturas, casco, chamins e antenas de rdios usualmente

fornece a Zona de Proteo recomendada na seo D-1.2. Ento, navios e o

pessoal embarcado esto usualmente inerentemente protegidos contra os

efeitos dos raios.


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70

Nos casos onde houver falta de adequada ZONA de proteo, eles

devem ser corrigidos de acordo com a seo D-1.2.

3.13.1 O Solas[IX]

O SOLAS uma entidade criada pela International Maritime

Organization IMO, (normativa), que pertence a ONU (Organizao das

Naes Unidas) que desde o naufrgio do navio Titanic dita as regras para

segurana das embarcaes martimas e dos passageiros.

(site: www.imo.org)

O Captulo II-I da publicao do SOLAS[IX]especifica:

a) No item 3.1: Sistema de distribuio com retorno pelo casco no

deve ser usado para qualquer finalidade em petroleiro, seja para

fora, aquecimento ou iluminao em qualquer navio;

b) No item 3.2: O requisito do pargrafo 3.1 no impede, sob condies

provadas pela Classificadora o uso de Sistema Limitado e AterradoLocalmente:

b.1) nos sistemas de proteo catdica por corrente impressa;

b.2) nos sistemas aterrados localmente e limitados a uma regio;

b.3) nos dispositivos de monitorao do nvel de isolamento, desde

que a corrente de circulao no exceda a 30 mA sob a condio

mais desfavorvel.

Sistema de distribuio aterrado no deve ser usado em petroleiro. A

Classificadora (administrao) pode excepcionalmente permitir o aterramento

do neutro para Sistemas de Potncia desde que as correntes resultantes no

percorram qualquer espao perigoso. Em unidades martimas temos poucos

casos de aterramento localizado, a saber:

a)Proteo catdica;


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71

b)Transformadores de Controle, de Potencial (TP) e de Corrente (TC) no

interior dos painis eltricos, visando segurana pessoal;

c)Ponto de retorno de mquina de solda, local;

d)Instrumentao, Aterramento de circuitos intrinsecamente seguros;

e)Aterramento de terra de ignitor de piloto para queimador.

3.14 CONSIDERAES SOBRE O ATERRAMENTO NA PLATAFORMA

MARTIMA

Nenhum equipamento eltrico instalado em reas classificadas poder ter

partes vivas expostas. A alta salinidade presente em instalaes eltricas em

atmosfera marinha contribui para a falha no isolamento dos equipamentos

eltricos, com possibilidade de curto-circuito e fuga de corrente para a carcaa

metlica dos equipamentos.

Tais falhas podem gerar centelhas eltricas que podem constituir-se em

fonte de ignio na presena de gases e tambm, risco de choque eltrico

para as pessoas em contato com a carcaa dos equipamentos. A dispensa damalha de aterramento, e do cabo dedicado vlido apenas para sistemas de

gerao e/ou distribuio com neutro isolado ou aterrado por alta resistncia

com pequenas correntes de fuga terra.

Para sistema aterrado atravs de baixa resistncia (correntes de falha da

ordem de 200 a 4000 Ampres) ou sistema com neutro solidamente aterrado

(corrente de falha na ordem de at 50.000 Ampres) deve-se assegurar umcaminho de baixa resistncia para retorno ao ponto neutro do sistema, para

que as correntes de curto-circuito no abram arcos por contato e nem escoem

por elementos estruturais do casco ou tubulao de processo.

Em sistemas com neutro completamente isolado da terra ou ligado terra

atravs de impedncia, uma falta provoca uma elevao de tenso das fases

no afetadas podendo chegar a assumir um valor superior quele de regime


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72

normal. A isolao dos cabos fica, portanto, submetida a uma tenso muito

superior quela de regime normal, por um perodo que funo do tempo de

operao dos dispositivos de proteo.

previsto que a espessura da isolao dos cabos utilizados neste sistema

seja maior do que aquela utilizada para cabos em sistema com o neutro

diretamente ligado terra.

4 TENDNCIA DO ATERRAMENTO NA UNIDADE INDUSTRIAL

Refinaria de petrleo definida como uma unidade de negcio (UN).

Com objetivo de processar a matria prima (petrleo), bombeada pelos

terminais (martimos ou terrestres) atravs dos oleodutos (tubulaes

enterradas), para transformar em seus derivados (gasolina, naftas, querosene,leos etc) e assim poder comercializ-los. Como os recipientes que os contm

(produtos e sub-produtos do petrleo) no so estanques, os locais de

armazenamento so considerados como reas classificadas.

Neste captulo faremos comentrios das diferentes formas de aterramento

praticado: nos equipamentos; redes eltricas subterrneas; motores /

geradores; alimentadores; malha de terra; telecomunicao e circuitosintrnsecos e a questo dos potenciais de toque e de passo. E encerrando

alguns pareceres da utilizao do neutro aterrado com resistor.

4.1 ATERRAMENTO DE EQUIPAMENTOS

O aterramento dos equipamentos objetiva o seguinte:


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73

a)Assegurar que todas as partes de uma estrutura ou de uma carcaa de

equipamento no esteja com um potencial acima da terra que possam ser

perigosos para o pessoal;

b)Conexes e dispositivos de aterramento deve ser adequado para

garantir que condies anormais, tais como fugas de terra ou descargas, no

elevaro o potencial da estrutura ou carcaa para um nvel perigoso;

c)Propiciar um caminho efetivo sobre o qual as correntes de fuga

envolvendo a terra possam escoar sem centelhamento ou superaquecimento

para evitar a ignio de materiais ou atmosferas combustveis.

A estrutura metlica dos edifcios e as estruturas de abrigo ou de suporte

de equipamentos eltricos e todas as partes metlicas no condutoras de

corrente dos equipamentos e dos dispositivos eltricos devem ser aterradas

por conexo a um sistema de aterramento. Em geral os condutores de

aterramento dos equipamentos devem ser conectados diretamente quando

possvel terra do sistema eltrico.

Colocando os condutores de aterramento to prximos quanto possveldos condutores de alimentao a queda de tenso ser minimizada nas

condies de falha.

4.1.2 Sistema de Aterramento de Equipamentos

O principal requisito de um sistema de aterramento de equipamentos manter a resistncia terra das estruturas e carcaas dos equipamentos no

nvel mais baixo possvel. Com um sistema adequado, o potencial terra

durante as condies de falha no ser perigoso para o pessoal e nem para o

equipamento e os dispositivos de proteo operaro corretamente. As

conexes de aterramento do sistema podem ser feitas de vrias maneiras.


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74

O sistema de aterramento para uma planta grande ou complexa pode

envolver uma extensiva rede de malhas de aterramento das carcaas e

estruturas do equipamento interconectada por cabos para fornecer um sistema

de aterramento global da planta.

Os requisitos especficos para os sistemas de aterramento so

informaes detalhadas que esto includas no IEEE Standard 142 [30]. Alm

das conexes de aterramento da estrutura e carcaa dos equipamentos, so

necessrias conexes do terra do sistema eltrico para o sistema de

aterramento da planta. Esta conexo deve ser independente de qualquer outra

conexo de aterramento.

4.1.3 Aterramento de Redes Eltricas Subterrneas

As redes eltricas subterrneas devem ser acompanhadas por um cabo

de cobre nu, enterrado, encordoado, seo nominal de 70 mm2, integrante do

sistema de aterramento e ao qual so interligados todos os elementos a serematerrados. Todos os elementos metlicos existentes no interior de caixas de

passagem subterrneas devem ser interligados atravs de um cabo de cobre

nu, encordoado.

Eletrodutos metlicos que chegam a caixas de passagem de concreto

e/ou alvenaria devem ter suas extremidades interligadas ao cabo de que trata o

item anterior atravs buchas de acabamento dotadas de olhal paraaterramento.

Em redes construdas com eletrodutos no metlicos (PVC, PVC

corrugado e outros), para sistemas eltricos com neutro aterrado e onde os

condutores fase no possuem blindagem ou capa metlica, os eletrodutos

devem ser percorridos internamente, em toda sua extenso, por um cabo de


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75

aterramento de cobre nu, encordoado. Este cabo de aterramento, nas caixas

de passagem, deve ser interligado ao condutor de aterramento.

O seu dimensionamento deve ser conforme indicado:

Tabela 7 - Condutor x Cabo[18]

Seo do

Condutor Fase

(mm2)

Seo do Cabo

de Aterramento

(mm2)

S % 16 S16 35 S/2

Nos afloramentos dos eletrodutos metlicos devem ser interligados por

um cabo de cobre nu, de seo nominal 25 mm2, o qual deve ser conectado ao

sistema de aterramento.

4.1.4 Aplicaes Especficas de Aterramento

As estruturas de ao dos prdios, as estruturas dos painis e instalaes

similares devem ser aterradas em vrios pontos (ao menos dois por estrutura)

com conexes fortes para a malha de aterramento do sistema. Os tanques,

vasos, torres e equipamentos similares, no suportados ou ligados a uma

estrutura de suporte aterrada, devero ser aterrados usando no mnimo duas

conexes malha do sistema de aterramento.

4.1.5 Motores e Geradores


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76

As carcaas de motores e geradores devem ser conectadas ao sistema

de aterramento global da planta. Esta conexo efetivada com um condutor de

aterramento do equipamento, mecnica e eletricamente contnuo, posto em

rota com os condutores e fase da mquina.

Pode ser um condutor que corra com os condutores de fase dentro de um

condute, um sistema de condute rgido sinuoso contnuo, um sistema de

bandeja de cabos ou outro mtodo aprovado da NFPA 70B[31].

Em qualquer caso, a conexo de aterramento deve propiciar um circuito

de baixa impedncia da carcaa da mquina para o terra do sistema eltrico.

Onde for usado condute ou bandeja as juntas devem ser estanques, as pontes

de ligao devem ser instaladas em juntas de expanso e locais similares.

Freqentemente, propiciada uma proteo suplementar de aterramento

com a ligao com um condutor de aterramento adicional de cada mquina

para malha do sistema aterrado local. O objetivo desta conexo equalizar

potenciais na vizinhana imediata de cada mquina.

4.1.6 Cabos Encapados e a Blindagem Metlica

A capa e a blindagem metlica (se aplicvel) de qualquer cabo de energia

devem ser completamente contnuas e aterradas em cada extremidade de

mesmo potencial (caso de pequenos sinais). O aterramento da blindagem em

ambas as extremidades pode requerer que o cabo tenha reduzido suacapacidade normal devido as correntes circulantes.

O aterramento em uma extremidade permissvel se no for excedido um

gradiente de 25 Volts (conforme IEC Standard 422[32] para mtodos de

avaliao das tenses de blindagem). Se os cabos com capa ou blindagem

metlica forem emendados, deve-se ter o cuidado de obter continuidade, bem


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77

como uma conexo fsica efetiva com a capa ou com a blindagem metlica na

emenda.

Quando sobre a capa metlica for usada uma armadura metlica , a capa

e a armadura devem ser interligadas e conectadas ao sistema de terra em

cada extremidade do cabo em quaisquer emendas acessveis.

A capa metlica em um cabo de metal pode, tambm ser usada como um

condutor de aterramento do equipamento se a capa for um tubo corrugado

contnuo, entretanto, recomendado um condutor de aterramento separado,

instalado nos interstcios do cabo durante a fabricao.

4.1.7 Carcaas Metlicas

A NFPA70B[31]tem como requisito que carcaas metlicas expostas, no

transportadoras de corrente, de dispositivos eltricos, sejam aterradas. Isto

inclui os condutores, rotas de fios e materiais de instalao eltrica similares.

Onde a continuidade da carcaa estiver assegurada pela sua construo,

ser adequada uma conexo de aterramento nos seus pontos terminais. Se a

continuidade no estiver assegurada pela construo, deve-se ter o cuidado

para propiciar conexes adequadas de todas as sees com a malha do

sistema de aterramento.

4.1.8 Carcaas para Equipamentos Eltricos

Painis, centros de controle e equipamentos eltricos similares devem

incluir um barramento de terra.


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78

Onde o equipamento consistir de um alinhamento de duas ou mais

sees, so recomendadas duas conexes e aterramento com a malha do

sistema de aterramento, uma em cada extremidade do barramento de terra.

4.1.9 Cercas e Portes

Cercas e portes metlicos envolvendo equipamentos ou subestaes

eltricas devem ser vinculados malha do sistema de aterramento.

Neste caso alguns fatores esto envolvidos, incluindo a resistncia de

terra dos sistemas de aterramento da subestao, distncia da cerca aos

eletrodos de aterramento e os gradientes de potencial no solo. (Para

informaes adicionais, IEEE 80 2000-01-30 Guide for Safety in AC Substation

Grounding e o IEEE Standard 142[30]).

4.1.10 Equipamento Eltrico Porttil

Este pargrafo est limitado a consideraes sobre equipamentos

eltricos portteis que operam em tenses menores ou iguais a 600 Volts.

Equipamentos portteis que operam em tenses mais altas tem aplicaes

menos freqentes e requerem consideraes especiais. O IEEE Standard

142[30] fornece informaes sobre equipamentos eltricos portteis que operam

em tenses mais elevadas.

Os equipamentos eltricos portteis apresentam um dos maiores riscos

potenciais para pessoal, de sorte que obrigatrio que as carcaas de

equipamentos portteis de qualquer tipo sejam mantidas no potencial de terra

ou sejam protegidas por um sistema aprovado de isolamento duplo.

O equipamento eltrico porttil sem isolamento e operando em tenses

acima de 50 Volts deve ser fornecido com um cabo contendo um condutor de


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79

aterramento separado que tem na terminao um plugue tipo aterramento que

usado com uma tomada de adaptao.

O contato e aterramento da tomada devem ser corretamente vinculados a

um sistema de aterramento. Para segurana do pessoal, algumas empresas

utilizam equipamentos eltricos portteis que podem ser conectados a uma

fonte subterrnea de baixa tenso (no superior a 50 volts) ou aos interruptores

do circuito de fuga de terra em circuito de 120 volts.

4.2 RESISTNCIA DE TERRA

Idealmente, uma conexo de terra teria resistncia zero, mas isso

impossvel, a resistncia de uma conexo de terra uma funo da

resistividade do solo e da geometria do sistema de aterramento. Em solos de

alta resistividade pode ser necessria extensa configurao para obter

aceitveis resistncias de terra.

A resistncia admissvel varia inversamente com a corrente de fuga para

terra: quanto maior a corrente de fuga menor a resistncia de terra. Para

grandes subestaes e estaes geradoras, a resistncia da grade de

aterramento do sistema no deve ser maior do que 1 Ohm.

Para subestaes menores e para plantas industriais deve ser obtida uma

resistncia menor do que 5 Ohms, se possvel. A NFPA 70B[31] aprova o uso de

um nico eletrodo se sua resistncia no for maior que 25 Ohms. Este por ele

mesmo, no seria uma conexo adequada para aterrar correntes de fuga

maiores que dois Ampres.

4.2.1 Potenciais de Toque e de Passo[19]


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80

No solo, so criados gradientes de potencial onde fluem as correntes

drenadas por eletrodos de terra.

A configurao do aterramento deve ser tal que os gradientes de

potencial no geraro um risco para as pessoas que estejam em p ou

andando no solo nas vizinhanas de um eletrodo de aterramento ou tocando

uma estrutura aterrada que transporta corrente para a terra.

Essas referncias esto indicadas no IEEE Standard 80[33].

4.2.2 Tenso de Toque[19]

Figura 24 - Tenso do Toque[19]

A resistncia do corpo humano para corrente alternada de 50 ou 60 Hertz

(HZ), pele suada, para tenso de toque maior que 250 Volts (V) fica saturada

em 1000 Ohms. Cada p de contato com o solo ter uma resistncia de

contato representado por Rcontato. A tenso de toque poder ser expressa por:


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81

Vt oque= (Rco rpo humano+ Rcontato/2). Ichoque

Segundo recomendaes da IEEE-80[33] podemos considerar que:

Rcontato = 3 s

Onde:s = resistividade superficial da primeira camada da estratificaodo solo. Deste modo a expresso fica:

Vtoque = (1000 + 3s/2). IchoqueVtoque = (1000 + 1,5s). Ichoque

4.2.3 Tenso de Passo[19]

Figura 25 - Tenso de Passo[19]

Em projetos de aterramento de acordo com a Norma podemos considerar

a distncia entre os dois ps de 1m.

Vpasso= (Rco rpo humano+ 2Rcontato). Ichoque

Vpasso = (1000 + 2.3s). IchoqueVpasso = (1000 + 6s). Ichoque


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82

O aterramento s estar bom se a pior tenso de passo for menor do que

o limite de tenso de passo para no causar danos ao ser humano fibrilao.

A fibrilao ventricular irreversvel se no forem tomadas providencias em

tempo hbil. Ela ocorre no corao devido superposio de correntes,

prevalecendo aquela de maior intensidade, no caso, da fonte de energia.

O desfibrilador um aparelho destinado a recuperar o ritmo cardaco.

Compe-se de capacitores, cuja capacitncia varia entre 10 a 50'F que

armazena a tenso na ordem de 2 a 9kV. A corrente de descarga no trax

humano na ordem de 1 a 30 Ampres no tempo de 10 milisegundos. Conclu-

se que a tenso de passo menos perigosa do que a de toque pelo fato de

no estar o corao no percurso da corrente de choque.

A tenso de passo e de toque uma preocupao que se deve ter na

elaborao do projeto de aterramento, com relao aos seus potenciais

mximos. Estes potenciais so utilizados como limites dos potenciais que

surgem na superfcie do solo sobre a malha, quando da ocorrncia do maiordefeito fase-terra.

A malha s pode ser aceita se os potenciais estiverem abaixo dos limites

calculados pelas equaes apresentadas no clculo de Vtoque e Vpasso.

4.3 MALHA DE TERRA

Dimensionar uma malha de terra um processo iterativo, que parte de um

projeto inicial da malha. preciso verificar se os potenciais que surgem na

superfcie do solo so inferiores aos limites pr-estabelecido no incio do

projeto Vtoque e Vpasso.e se a resistncia de aterramento da malha compatvel

com a sensibilidade da proteo.


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83

As dimenses da malha so pr-definidas, assim estabelecer um projeto

inicial de malha especificar um espaamento entre os condutores e definir, se

sero utilizadas junto com a malha hastes de aterramento. Um espaamento

inicial tpico adotado est entre 5% e 10% do comprimento dos respectivos

lados da malha.

Figura 26 - Malha da Terra[33]

Todas as frmulas a serem usadas no clculo de dimensionamento da

malha de terra, foram deduzidas considerando as submalhas quadradas, isto ,

ea(eb.. Tendo as dimenses da malha determina-se o nmero de condutores

paralelos, ao longo dos lados da malha:

Na= (a / ea)+ 1

Nb= (b / e

b)+ 1

Escolhe-se o nmero inteiro, adequado ao resultado do clculo acima. O

comprimento total dos condutores que formam a malha dado pela expresso:

Lcabo = a Nb + b Na


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84

Se durante o dimensionamento forem introduzidas hastes na malha, o

comprimento correspondente s hastes dever aparecer na determinao do

comprimento total de condutores da malha conforme:

Ltotal =Lcabo+ Lhastes

Onde:

Lcabo =comprimento total dos condutores da malha.

Lhastes =comprimento total das hastes cravadas na malha

4.3.1 Resistncia de Aterramento da Malha[19]

A resistncia de aterramento da malha pode ser calculada

aproximadamente pela frmula de Severak abaixo que uma correo feita da

frmula de Laurent [18].

Esta frmula leva em conta a profundidade (h) em que a malha

construda.

Rmalha = pa [ 1 + 1 ( 1 + 1 ) ]Ltotal

20Amalha 1 + h 20A

malha

Onde:

Amalha= (a.b)Figura 26 - rea ocupada pela malha [m2]

h= Profundidade da malha [m], com 0,25m %h %2,5m

L total =Comprimento total dos cabos e hastes que formam a malha

Esta resistncia da malha (Rmalha), representa a resistncia eltrica da

malha, at o infinito. Seu valor dever ser menor do que a mxima resistncia

limite da sensibilidade do rel de neutro. Este valor geralmente verificado

devido ao baixo ajuste do rel de neutro.


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85

4.3.2 Medies da Resistncia de Terra

Em muitas instalaes necessrio medir a resistncia terra do sistema

de aterramento para determinar se o valor real dessa resistncia est dentro

dos limites de projeto.

Os mtodos para a medio da resistncia da rede de terra so discutidos

resumidamente no IEEE Standard 142 e com mais detalhes em [30].

4.3.3 Unidades de Processo

Para segurana de pessoal com relao aos riscos decorrentes dastenses de transferncia, de Passo e de Toque existentes por ocasio de

curto-circuito monofsico, deve-se fazer a interligao das placas de piso, em

concreto armado, conforme as especificaes seguintes.

4.3.4 Detalhes para Interligao das Placas

As placas de piso devem ser interligadas atravs de varas inteiras de

"ferro de construo" com dimetro de .


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A A

SOLDA NA CONEXO DE DUAS VARASCONSECUTIVAS

AMARRAO COM ARAME RECOZIDO

CORTE A-A

Figura 27 - Interligao das Ferragens das Placas do Piso[33]

Nota: A vara inteira dever ser amarrada s ferragens das placas para

proporcionar continuidade eltrica. Quando houver uma haste deaterramento prxima a uma ou mais placas, esta(s) dever(o) ser

interligada(s).

B B

SOLDAEXOTRMICA

CABO DE COBRE NU

BITOLA # 70 mm2

HASTE DE ATERRAMENTO

C/ COMPRIMENTO DE 3m

"

CORTE B-B

VARA DE FERRO INTEIRA P/CONTINUIDADE ELTRICA

Figura 28 - Interligao de Haste de Aterramento Ferragem do Piso[33]

Nota: Nos limites de bateria da unidade de processo ferragens das placas de

piso devem ser interligadas as hastes de terra prximas utilizando o mesmo

critrio mostrado na figura acima ilustrada.


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4.3.5 Precaues

Em reas classificadas como ZONA 1 no devem existir poos de

inspeo. Todas as conexes nestas reas entre condutores e hastes verticais

devem ser completamente enterradas e executadas com solda exotrmica. As

conexes feitas entre os condutores de aterramento entre e as peas a serem

aterradas devem ser executadas com solda exotrmica quando as referidas

conexes se encontrarem em rea classificada como ZONA 1.

Em reas classificadas como ZONA 2 pode, se necessrio, haver poos

de inspeo das hastes de aterramento. As conexes feitas nestes poos,

entre hastes e condutores e/ou eletrodos horizontais, so sempre feitas com

conectores mecnicos de alta presso. As conexes feitas entre os condutores

de aterramento e os equipamentos a serem aterrados podem ser executados

com conectores mecnicos de alta presso se situadas em rea classificada

como ZONA 2.

4.4 ATERRAMENTO EM TELECOMUNICAO

Algumas das tcnicas do aterramento praticado em telecomunicao,

ser visto a ttulo de informaes adicionais.

4.4.1 Anlise dos Circuitos de Aterramento Srie e Paralelo

Os equipamentos de telecomunicaes e de processamento de dados,

pela susceptibilidade interferncia eletromagntica e eletrosttica devem

receber um tratamento diferenciado, no tocante a conexo a terra.

Enfocaremos os dois tipos de conexes mais utilizados onde foram detectadas

correntes (alternadas) indesejveis nos cabos de aterramento.


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88

4.4.2 Conexes em Srie

O esquema abaixo representa um conjunto de equipamentos com seus

cabos de aterramento conectados em srie at chegar-se ao ponto de

aterramento efetivo.

1 2 3

A B C

Figura 29 - Aterramento em Srie[34]

Do ponto de vista de susceptibilidade a rudos, que o enfoque mais

relevante, este tipo de conexo desaconselhvel.

Representando-se a situao real, considerando as impedncias dos

cabos, temos:

1

A

2

B

3

C

I1

I2

I3

I1 I1I1

I2

I2 I3+ + +

R R R1 2 3

Figura 30 - Correntes e Impedncias Presumveis de um Aterramento emSrie[34]

A ttulo de exemplo iremos considerar trs valores fictcios de correntes

I1, I2 e I3 conforme apresentado:


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I1 = 0,01 A I2 = 3 A I3 = 10 A

R1 = R2 = R3 = 1#

O potencial no ponto A :

VA = I1 R1+ ( I1+ I2) R2 + ( I1+ I2+ I3) R3

VA = ( 0,01 ) 1 + ( 0,01 + 3 ) 1 + ( 0,01+ 3 +10 ) 1

VA = 16 Volts

O potencial no ponto B :

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