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Medição de Resistência com Terrometro de Alta Frequência

Medição Resistência de Aterramento

 

Em parques Eólicos-  É fundamental o uso de alguns procedimentos, que são fundamentais e imprescindíveis, que são:

 

Equipamento - O equipamento adequado para realizar as medições de resistência de aterramento. A norma IEEE81/1983 no item 12.6, já estabelecia que para grandes instalações, o equipamento a ser usado, deve ser o terrometro de alta frequência 25Khz.

 

Procedimentos – Além do uso do equipamento adequado, é fundamental que os procedimentos sejam seguidos como: as distancias estabelecidas, os pontos a serem evitados e os métodos a serem aplicados.

 

Parques eólicos, são as maiores instalações de geração de energia, em termos de área:

 

- Diversos subsistemas, frequentemente interligados em um mesmo amplo sistema de aterramento - aerogeradores, linhas de média tensão e subestação coletora à sistema de aterramento distribuído

 

- Áreas descampadas e, por vezes, muito expostas à incidência de raios torres muito altas, que inclusive propiciam a formação de descargas terra-nuvem solo de resistividade elevada, que dificulta a obtenção de um bom aterramento Interligações por linhas aéreas de média tensão.

 

O sistema de aterramento de um parque eólico, pode ser analisado do ponto de vista de dois valores:

 

Impedância Impulsiva

- Resposta do aterramento a um impulso de corrente, tal como o caracterizado por uma descarga atmosférica.

- Impedância que o aterramento apresenta em t = 0+, imediatamente após a injeção da corrente do raio.

 

Resistência de Dispersão.

- Válida para baixas frequências, como é o caso de um curto-circuito para a terra na rede de média tensão;

 

- Também pode ser vista como a resistência que a cauda do impulso enxerga, após o transitório associado à frente de onda do raio.

 

Impulsos de corrente normalizados para a 1ª descarga do raio:

- IEEE C62.45/2002 - 8/20 us

- IEC 61312-1/2002 - 10/350 us 

 

Energia contida no impulso 10/350 us  >> do que a do 8/20 us:

- A carga total (amperes.segundo) associada a um impulso 10/350 é 17 vezes superior à associada ao impulso 8/20.

 

Norma IEEE C62.41-2-2002:

 

- Anexo A - equivalência de conteúdo de energia para 10/350 us, dividindo por 10 o valor de pico do impulso de 8/20 us;

 

- Protetores que foram desenvolvidos para uma corrente de impulso de 100 kA na curva 8/20, tem capacidade de descarregar correntes de 10 kA na curva 10/350

 

IMPULSO 10/350 X Senóide de 25 kHz

 

- A senóide de 25 kHz tem período (T = 1/freq.) de 40 µs e situa-se em torno da média da faixa de 1 a 40 kHz, onde concentra-se o maior conteúdo de energia dos impulsos padrão;

 

- Tanto a senóide de 25 kHz como o impulso 10/350 µs levam os mesmos 10 µs para atingir o valor de pico.

 

 

 

 

A Descarga atmosférica, quando ocorre em um sistema de grande dimensão como um parque eólico. O comportamento da corrente elétrica, também deve ser analisada do ponto da penetração ou  profundidade que ela atinge no sistema de aterramento. Outro ponto a ser considerado e analisado, é o retorno e a dissipação dessa corrente no sistema de aterramento.

 

     Profundidade de penetração da corrente (d

     Profundidade equivalente de retorno (De)

 

Parâmetros d e De calculados para diferentes frequências (considerando um solo de resistividade média de 400 ?.m).

 

 

 

 

- Na frequência de 25 kHz a seção de solo percorrida pela corrente de retorno de uma linha de transmissão é reduzida a cerca de 5% da correspondente para a frequência de 60 Hz;

 

- As medições de resistência de aterramento nesta frequência podem ser feitas com distanciamento reduzido entre o aterramento a ser medido e a haste remota de corrente.

 

 

Grafico da Aplicação do Terrometro de Alta Frequência – 25Khz.

 

Porque Usar o Terrometro de Alta Frequencia de 25Khz?

 

- Torres de aerogeradores são “disparadoras” de raios terra-nuvem -  que apresentam descargas de retorno com elevados valores de pico e de energia (associada à longa cauda);

 

- O impulso 10/350 é característico de raios de polaridade positiva, gerados no topo de estruturas altas e ponteagudas (que constituem apenas 1% dos raios);

 

- O impulso 10/350 inclui o efeito de superposição das ondas trafegantes resultantes das reflexões e refrações da corrente de retorno do raio na ponta da pá, na nacele e na base da torre;

 

- O guia IEEE 81/1983 – “IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance”, no item 12.6 “High-Frequency Earth Resistance Meter”, apresenta a técnica de medição de resistências de aterramento de torres de linhas de transmissão, por meio de um terrômetro que opera na frequência de 25 kHz.

 

 

 

 

- A grande vantagem do terrometro de alta frequência de 25Khz em relação ao terrometro convencional de 60hz. É que o  convencional, faz a medição de uma fração da resistência de aterramento, e geralmente, vai apresentar um baixo valor que não corresponde a realidade.

 

- Outro ponto a considerar, é que,  em um parque eólico , a linha de media tensão é  interligadas através do cabo guarda, para fins de aterramento e para a proteção contra descargas atmosféricas.

 

- Em outros casos, o aterramento dos aerogeradores são interligados entre si. E um terrometro de baixa frequência, não consegue realizar essas medições devido as suas características

 

 

 

Creditos: Esse paper, foi desenvolvido por PEF em parceria com a FAW7 e apresentado no Enie 2014.

 

 

 


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