PROJETO MALHA DE ATERRAMENTO

ATIVIDADE AUTOINSTRUCIONAL

PROJETO DE MALHA DE ATERRAMENTO

CLEBER JUNIOR RODRIGUES MACHADO

CLEBER JUNIOR RODRIGUES MACHADO 222931523

PROJETO DE MALHA DE ATERRAMENTO Projeto desenvolvido no curso de graduação em Engenharia de Telecomunicações da Faculdade de Engenharia e Arquitetura (FEA) da Universidade FUMEC, para contemplar a atividade autoinstrucional começada em sala de aula.

Disciplina: Materiais e infraestruturas de telecomunicações Turma: TH / NEE603 Orientador: Prof. Elmo Alves

Fundação Mineira de Educação e Cultura – Universidade FUMEC Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEA Belo Horizonte Dezembro de 2015

INDICE 1.INTRODUĂ‡ĂƒO............................................................................................. 01 2. TABELA DE RESISTIVIDADE........................................................................ 02 3. CURVA DE RESISTIVIDADE......................................................................... 03 3.1 Valor de đ?œŒ1 e đ?œŒ2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ‌ ‌ ‌ ‌ . . . . . .. 04 3.2 Tabela referente aos valores de resistividade mĂĄxima e mĂ­nimo............................ 04 3.3 Resistividade mĂŠdia......................................................................................................04 3.4 Profundidade mĂŠdia....................................................................................................04

4. CURVA PADRĂƒO..................................................................... 05 4.1 Valor de k2...............................................................................................................05 4.2 Valor de k3 pelo grĂĄfico de curva padrĂŁo........................................................ 05 4.3 Valor de Ď a pelo grĂĄfico de curva padrĂŁo.......................................................... 05 4.4 Raio equivalente..................................................................................................... 05

5 – DIMENSIONAMENTO DA MALHA..................................................... 06 5.1 Número de Condutores Principais............................................................................. 06 5.2 Número de Condutores de Junção............................................................................. 06 5.3 comprimentos necessårio para a malha..................................................................... 06 5.4 Resistências de malha................................................................................................. 06

6. TIPOS DE JUNÇÕES....................................................................................... 07 7. TENSĂƒO DE PROTENĂ‡ĂƒO.............................................................................. 08 7.1 Resistividade da camada de proteção do solo............................................................ 08 7.2 Corrente de Toque........................................................ ............................................. 08

8. MÉTODOS ALTERNATIVOS............................................................................ 09 8.1 Haste única.................................................................................................................. 09 8.2 Haste em paralelo........................................................................................................ 10 8.3 Eletrodo em ângulo reto.............................................................................................. 11 8.4 Haste em estrela.......................................................................................................... 12

1. INTRODUÇÃO Este trabalho mostra de forma sintetizada, o passo a passo e a memória de cálculo para o projeto de aterramentos de malhas para o SPDA, envolvendo o método de Wenner, Onde Por meio de simulações, são definidos o arranjo e a disposição final dos eletrodos, malha etc.

O aterramento deve garantir segurança às pessoas e equipamentos de forma, sem prejudicar ou ter que interromper o seu funcionamento e ao mesmo tempo atender com menor custo possível, sendo assim justificado os vários modelos existentes para atender a cada necessidade.

Alguns dados foram fornecidos em sala de aula, dentre eles estão: ICFT: 90 A Dimensões do terreno: 20m x 15m Tempo máximo: 0,5 segundos Resistência da malha pretendida: 10 Ω ± 5% Tipo do terreno: seco Determinar possibilidade de configurações alternativas

1

2. TABELA DE RESISTIVIDADE A tabela abaixo mostra as medições feitas pelo método de Wenner, Sendo: ρ = 2∙π∙d∙R

Dist/dimen

A

B

C

D

E

Média

2

380

365

345

350

335

355

4

340

337

310

300

290

315,4

8

250

260

240

190

170

222

16

190

165

145

150

140

158

2

3. CURVA DE RESISTIVIDADE

3

3.1 Valor de đ??†đ?&#x;? e đ??†đ?&#x;? Ď 1 = 417

Ď 2 = 145,95

Ď 2 145,95 = 0,35 Ď 1 417,00

3.2 Tabela referente aos valores de resistividade mĂĄxima e mĂ­nimo Mo = 0,8348

3.3 Resistividade mĂŠdia: Ď m = Ď 1 . Mo ∴ 417. 0.8348 = 348,11

3.4 Profundidade mĂŠdia: Dp = 2,36

4

4. CURVA PADRĂƒO

4.1 Valor de k2: k2 =

R 9,77 ∴ = 4,14 Dp 2,36

4.2 Valor de k3 pelo grĂĄfico de curva padrĂŁo: k3 = 0,9

4.3 Valor de đ??†a pelo grĂĄfico de curva padrĂŁo: Ď a = Ď . K3 ∴ 417. 0,9 = 375.3 4.4 Raio equivalente:

đ??´ 15đ?‘Ľ20 √ =√ = 9,77 đ?œ‹ 3,14 = 9,77 đ?‘š 5

5 – DIMENSIONAMENTO DA MALHA

5.1 NĂşmero de Condutores Principais: đ?‘ đ?‘?đ?‘? =

đ??śđ?‘š 20 +1= +1=3 đ??ˇđ?‘™ 10

5.2 NĂşmero de Condutores de Junção đ?‘ đ?‘?đ?‘— =

đ??żđ?‘š 15 +1= +1=3 đ??ˇđ?‘?

7,5

5.3 comprimentos necessĂĄrio para a malha

đ??żđ?‘?đ?‘š = 1,05 ∙ [(đ??śđ?‘š ∙ đ?‘ đ?‘?đ?‘—) + (đ??żđ?‘š ∙ đ?‘ đ?‘?đ?‘?)][m] đ??żđ?‘?đ?‘š = 1,05 ∙ [(20 ∙ 3) + (15 ∙ 3)] = 110,25m

5.4 ResistĂŞncias de malha

đ?‘…đ?‘šđ?‘Ą =

Ď a

6đ?‘…

+

Ď a

đ??żđ?‘?đ?‘š

∴

375,3 375,3 + = đ?&#x;—, đ?&#x;–đ?&#x;Žâ„Ś 6 .9,77 110,25

6

6. TIPOS DE JUNÇÕES Tempo [s]

Solda Exotérmica

FCI

Grampo

30

0,020268

0,025335

0,03235

4

0,007093

0,010134

0,01216

1

0,003546

0,005067

0,00608

0,5

0,002533

0,003293

0,004306

Seção do condutor [mm²], Sc = k ∙ ICFT ICFT corrente de circuito Fase-Tensão [A] 90A Utilizando solda exotérmica para o tempo de 0,5 segundos: Sc = 0,002533 ∙ 90 = 0,22797mm2 Utilizar então a de 25mm² que é a disponível no mercado

7

7. TENSĂƒO DE PROTENĂ‡ĂƒO 7.1 Resistividade da camada de proteção do solo Considerando Ď s = 3000 â„Śm.(Brita) Epa =

116 ∙ 0.7 ∙ Ď s √T

=

116 ∙ 0.7 ∙ (3000) √0,5

=

243.600 = 344.504,42378 v 0,707

7.2 Corrente de Toque: ICT =

116 √T

=

116 √0,5

= 164,06 đ??´

8

8. MÉTODOS ALTERNATIVOS 8.1 Haste única

R1h =

ρa 400L 375,3 400 ∙ 2.4 ln ( )= ln ( ) = 141.77 Ω 2πL 2,54d 2 ∙ 3,14 ∙ 2,4 2,54 ∙ 1,27

9

8.2 Haste em paralelo

Hastes espaçadas em 3m com 1.80m cada:

Coeficiente kn: 1

2

3

4

5

6

7

8

0,208

0,203

0,199

0,198

0,196

0,19

0,187

0,186

Rnh = kn ∙ R1h = 0,186 ∙ 141,77 = 26,37 Ω

10

8.3 Eletrodo em ângulo reto:

Onde: L = comprimento do eletrodo =2,4m h = profundidade da instalação = 0,5 r = raio do condutor = 0,00282

ρa L2 h h 2 h 4 Re= ∙ [ln ( ) -0,2373+ +1,656 ( ) -10,85∙ ( ) ] 2∙π∙L 2rh L L L

Re=

375,3 2,42 0,5 0,5 2 0,5 4 ∙ [ln ( ) -0,2373+ +1,656∙ ( ) -10,85∙ ( ) ] 2∙π∙2,4 2∙0,00282∙0,5 2,4 2,4 2,4

Re = 24,89∙[(ln 2042,553) -0,2373+0,208+(1,656∙0,0433)-(10,85∙0,001875)] Re = 24,89∙[2,622-0,2373+0,208+0,0717-0,0203] Re = 24,89∙[2,6441] = 65,81Ω

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8.4 Haste em estrela:

L = 15m h = 0,5 r = 0,00282 ρa L2 h h 2 h 4 Rtp = ∙ [ln ( ) − 0,077 − 0,836 ∙ + 3,808 ∙ ( ) − 13,824 ∙ ( ) ] 3∙π∙L 2∙r∙h L L L

Rtp =

375,3 → 3 ∙ π ∙ 15 152

0,5

0,5 2

0,5 4

[ln (2∙0,00282∙0,5) − 0,077 − 0,836 ∙ 15 + 3,808 ∙ ( 15 ) − 13,824 ∙ ( 15 ) ] -0,026 Rtp = 2.65 [ln(79 787,2) -0,026 – 1,71.10-5 =29.88

12