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SEGround
Simulação de Malhas de Aterramento

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No dimensionamento de malhas de aterramento de subestações é necessário se fazer o controle do gradiente de potencial elétrico no solo, de forma a se garantir a segurança de pessoas que venham a ter contato com estruturas metálicas, tais como tanques de transformadores, cercas, pórticos, etc., ou que estejam transitando sobre o solo. No primeiro caso, deve-se limitar as tensões de toque a valores admissíveis ao seres humanos. No segundo caso, deve-se limitar a tensão de passo também a valores admissíveis.

Este controle de gradiente deve ser feito tanto para a condição transitória de circulação de corrente de curto-circuito pela malha, quanto durante a operação normal do sistema elétrico (circulação de corrente de curto-circuito de regime permanente pela malha : corrente de pick-up dos dispositivos de proteção contr sobrecorrente).

Para se conseguir um controle de gradiente mais realista em uma malha é necessário utilizar metodologias de simulação de malhas de aterramento que considerem aspectos tais como :

  • solo estratificado em duas camadas horizontais;
  • distribuição não uniforme de corrente ao longo dos condutores;
  • acoplamento resistivo entre condutores;
  • geometrias de malha mais complexas (não somente malhas retangulares).

A possibilidade de simular malhas de geometria complexa, além de permitir a análise de uma situação real onde a malha não seja retangular, poderá permitir uma economia muito grande de condutores, pois pode-se analisar a instalação de cabos de reforço apenas em locais onde os potenciais de passo e/ou toque estejam acima dos valores admissíveis.

Um exemplo desta situação é mostrado nas figuras a seguir onde se utilizou um anel externo a uma área a ser malhada de forma a controlar o gradiente de potencial próximo à periferia da malha.

A simulação desta malha de aterramento foi realizada através do programa SEGround, desenvolvido pelo Eng. Elilson E. Ribeiro. Este programa utilizada o método das resistências, onde são avaliadas as resistências próprias e mútuas entre trechos de condutor, de forma a permitir uma avaliação mais realista da distribuição não unifrome de corrente ao longo dos condutores da malha.

Figura 1
Geometria básica da malha de aterramento da SE
Área do reticulado interno = 79 x 36 m2
Anel externo à área do reticulado e a 2m dele.

Figura 2 - Eixos onde foram avaliados os potenciais

Figura 3 - Gráfico de potencial na superfície do solo ao longo do Eixo 1 da Figura 2

Figura 4 - Gráfico de potencial na superfície do solo ao longo do Eixo 2 da Figura 2

Figura 5 - Gráfico de potencial na superfície do solo ao longo do Eixo 3 da Figura 2

Figura 6 - Gráfico de potencial na superfície do solo ao longo do Eixo 4 da Figura 2

Figura 7 - Gráfico de potencial na superfície do solo ao longo do Eixo 5 da Figura 2

Contato


Eng. Elilson Eustáquio Ribeiro

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