Nuno Miguel Gonalves de Castro

Dinis Mariano

Sistemas de Terra e Proteco Contra Descargas Atmosfricas

Estudo da Proteco contra Descargas Atmosfricas

Dissertao Apresentada para Cumprimento dos Requisitos Necessrios Obteno do Grau de Mestre em Engenharia Electrotcnica e de Computadores sob a Orientao Cientfica do Professor Doutor Vitor Manuel de Carvalho Ferno Pires e Co-orientao do Professor Doutor Luis Jos Santos de Sousa Martins

Fevereiro de 2011

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Aos meus filhos, Rafael e Rodrigo, pelas horas da minha ateno a que os privei para me poder dedicar

a este trabalho.

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Agradecimentos Em primeiro lugar, agradeo aos meus orientadores cientficos, Professor Doutor Vtor

Manuel de Carvalho Ferno Pires e Professor Doutor Lus Jos Santos de Sousa Martins, todo o interesse, apoio e disponibilidade demonstrados ao longo de todo o percurso para a elaborao deste trabalho e sem os quais o mesmo nunca teria chegado a bom porto.

minha esposa, cujo apoio incondicional demonstrado desde o incio me permitiu ultrapassar todas as dificuldades sentidas.

E por fim, mas de todo o mais importante, aos meus dois filhos, pelas horas de brincadeira, diverso e cumplicidade em que foram privados da minha companhia para me poder dedicar ao desenvolvimento deste projecto.

iv

Resumo Nos dias de hoje, amplamente reconhecida a importncia da ligao terra de

equipamentos ou sistemas, na proteco de bens e de vidas humanas, devendo a mesma ser efectuada de forma criteriosa e devidamente ponderada. Pelo facto de os sistemas de proteco terminarem no solo, estes devem contribuir para que o escoamento das correntes de defeito para o solo se faa da forma mais breve e directa possvel, sem que exista perigo para as pessoas, animais e para a prpria instalao em que o sistema esteja inserido. No dimensionamento de um projecto de terras e dos sistemas de proteco a ele associados, necessrio ter sempre em linha de conta os critrios de segurana regulamentares e os factores fsicos com influncia no seu desempenho, como seja o comportamento dos elctrodos em diferentes situaes ambientais e de ndole construtiva. Este trabalho visou, essencialmente, a caracterizao do comportamento apresentado pelos elctrodos de terra de diferentes geometrias e tipologias de implementao, bem como o dimensionamento de sistemas de proteco contra descargas atmosfricas, atravs do desenvolvimento de uma aplicao que permite efectuar simulaes em interface grfico, recorrendo ao programa informtico MATLAB da MathWorks.

Palavras-chave: Sistemas de terra, proteco contra descargas atmosfricas, aplicao de computao numrica e interface grfico.

v

Abstract Nowadays, the importance of grounding equipments or systems is widely recognized, by

providing the necessary protection of property and human lives, as it should be made in a discerning and criterious way. Due to the fact that protection systems end in the soil, they should contribute to drain the defective currents in the briefest and direct way as possible, without endangering people, animals and the installation itself. When designing the grounding system and the associated protection system, it is necessary to have always in account the electrical saphety regulations and the physical constraints with influence in its performance, as is the behavior of the electrodes in different environments and constructional aspects. The scope of this paper is to characterize the behavior of electrodes with different geometries and implementation topologies, as well as the design of lightning protection systems, by developing a software for simulations in a graphical interface, using the MATLAB from MathWorks software.

Keywords: Grounding systems, lightning protection, numerical computation and graphical interface software.

vi

ndice Agradecimentos ....................................................................................................................................... iii Resumo ................................................................................................................................................... iv Abstract.....................................................................................................................................................v ndice ....................................................................................................................................................... vi Lista de Figuras ....................................................................................................................................... ix Lista de Siglas e Acrnimos ................................................................................................................... xii Captulo 1 ................................................................................................................................................ 1 Introduo ................................................................................................................................................ 1 1.1. Contextualizao .............................................................................................................................. 1 1.2. Motivao e objectivos ..................................................................................................................... 2 1.3. Estrutura do documento ................................................................................................................... 2 Captulo 2 ................................................................................................................................................ 5 Consideraes bsicas sobre sistemas de terra..................................................................................... 5 2.1. Introduo ......................................................................................................................................... 5 2.2. Ligao Terra de um Sistema ....................................................................................................... 5 2.3. Funes dos Sistemas de Terra e Requisitos Fundamentais ......................................................... 7 2.4. Ligao dos Sistemas Terra .......................................................................................................... 8 2.5. Conceitos Importantes nas Ligaes de Terra ................................................................................ 9

2.5.1. Tenso de Contacto ............................................................................................................. 9 2.5.2. Tenso de Toque .................................................................................................................. 9 2.5.3. Tenso de Passo .................................................................................................................. 9 2.5.4. Potencial Transferido ............................................................................................................ 9 2.5.5. Rudo .................................................................................................................................... 9

2.6. Resistncia de Terra em condies de Baixa Frequncia ............................................................. 10 2.6.1. Resistividade do Solo ......................................................................................................... 10 2.6.2. Resistncia de Terra ........................................................................................................... 10

Captulo 3 .............................................................................................................................................. 15 Estudo da legislao em vigor aplicvel aos sistemas de terra ............................................................ 15 3.1. Introduo ....................................................................................................................................... 15 3.2. Regras Tcnicas das Instalaes Elctricas de Baixa Tenso (RTIEBT) ..................................... 15

3.2.1. Tipos de Sistemas de Distribuio ..................................................................................... 15 3.2.2. Ligaes Terra e Condutores de Proteco .................................................................... 16 3.2.3. Condutores de Proteco ................................................................................................... 18 3.2.4. Conservao e Continuidade Elctrica dos Condutores de Proteco ............................. 19 3.2.5. Ligaes Terra por razes de Proteco ........................................................................ 20 3.2.6. Ligaes terra por razes funcionais ............................................................................... 20 3.2.7. Ligaes terra por razes combinadas de proteco e funcionais ................................. 20 3.2.8. Condutores de Equipotencialidade ..................................................................................... 21

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3.2.9. Ligao Terra de Instalaes de Equipamentos de Tratamento da Informao ............. 22 3.2.10. Ligao Terra dos Descarregadores de Sobretenso das Instalaes Telefnicas .................................................................................................................................... 23

3.3. Sistemas de Terra em Infra-estruturas de Telecomunicaes (ITED e ITUR) ............................... 24 3.3.1. Manual ITED - Prescries e Especificaes Tcnicas das Infra-estruturas de Telecomunicaes em Edifcios .................................................................................................... 24 3.3.2. Manual ITUR Infra-estruturas de Telecomunicaes em Loteamentos, Urbanizaes e Conjunto de Edifcios .......................................................................................... 31

Captulo 4 ............................................................................................................................................... 35 Imunidade ao Rudo e Compatibilidade Electromagntica .................................................................... 35 4.1. Introduo ....................................................................................................................................... 35 4.2. Perturbaes Electromagnticas .................................................................................................... 35

4.2.1. Perturbaes Conduzidas ................................................................................................... 36 4.2.2. Perturbaes por Conduo em Baixa Frequncia ............................................................ 37 4.2.3. Flicker ................................................................................................................................ 37 4.2.4. Perturbaes de Alta frequncia por induo ..................................................................... 39 4.2.5. Campos Magnticos de Baixa-Frequncia ......................................................................... 40 4.2.6. Campos Magnticos de Alta Frequncia ............................................................................ 40

4.3. Tipos de Acoplamentos Electromagnticos .................................................................................... 40 4.3.1. Acoplamento Impedante ..................................................................................................... 41 4.3.2. Acoplamento Indutivo .......................................................................................................... 42 4.3.3. Acoplamento Capacitivo ...................................................................................................... 47 4.3.4. Acoplamento Radiante ........................................................................................................ 50 4.3.5. Complexidade das EMI na prtica ...................................................................................... 51

4.4. Sistemas de Terra e EMC ............................................................................................................... 52 4.4.1. Malhas de ligao entre massas (loops) ............................................................................ 52 4.4.2. Unicidade da rede de terra .................................................................................................. 53

Captulo 5 ............................................................................................................................................... 57 Propagao das correntes de defeito atravs dos elctrodos para o solo ............................................ 57 5.1. Introduo ....................................................................................................................................... 57 5.2. Distribuio de correntes e potenciais no solo ............................................................................... 57 5.3. Alteraes produzidas pela alterao na geometria dos elctrodos e pela no homogeneidade do solo ......................................................................................................................... 59 5.4. Simulao de curvas de distribuio de potencial superfcie e linhas equipotenciais em solos homogneos ................................................................................................................................. 60

5.4.1. Distribuio do potencial superfcie do solo ..................................................................... 60 5.4.2. Potencial superfcie e equipotenciais no solo para diversos tipos de elctrodos, simulados em ambiente Matlab ................................................................................................... 62

Captulo 6 ............................................................................................................................................... 67 Proteco contra descargas atmosfricas ............................................................................................. 67

viii

6.1. Introduo ....................................................................................................................................... 67 6.2. Classificao das Instalaes segundo as normas ANSI e IEC .................................................... 68 6.3. Filosofias de Sistemas de Proteco contra Descargas Atmosfricas .......................................... 70

6.3.1. Sistema de Proteco tipo Franklin ................................................................................. 70 6.3.2. Sistema de Proteco tipo Gaiola de Faraday ................................................................ 71

6.4. Modelizao dos Sistemas de Proteco contra Descargas Atmosfricas com base nos Modelos de Distncia Descarga ......................................................................................................... 72

6.4.1. Os modelos de Distncia Descarga ................................................................................ 72 6.4.1.1. Equaes de Young ........................................................................................................ 73 6.4.1.2. Equaes de Love ........................................................................................................... 74 6.4.1.3. Equaes de Brown-Whitehead-CIGRE ......................................................................... 74 6.4.1.4. Equaes de IEEE-1992 ................................................................................................. 74 6.4.1.5. Equaes de IEEE-1995 ................................................................................................. 74 6.4.2. Utilizao de cabos como proteco contra descargas atmosfricas ............................... 74 6.4.3. Utilizao de mastros como proteco contra descargas atmosfricas ............................ 77 6.4.3.1. Mastro nico .................................................................................................................... 77 6.4.3.2. Dois mastros .................................................................................................................... 78 6.4.3.3. Trs mastros .................................................................................................................... 80 6.4.3.4. Mais do que trs mastros ................................................................................................ 83

6.5. Desenvolvimento de uma aplicao em ambiente Matlab para determinao das zonas de proteco oferecidas por mastros e cabos ...................................................................................... 86

6.5.1. O Interface Grfico de Utilizador (GUI) .............................................................................. 86 6.5.2. Resultados das diversas simulaes ................................................................................. 87 6.5.2.1. Proteco com um nico mastro ou cabo de guarda ...................................................... 87 6.5.2.2. Efeito do nmero de mastros na zona de proteco ....................................................... 88 6.5.2.3. Efeito do nmero de cabos na zona de proteco .......................................................... 89 6.5.2.4. Efeitos da aplicao dos diferentes modelos ao clculo ................................................. 90 6.5.2.5. Efeitos da aplicao de diferentes amplitudes de corrente ............................................. 92

Captulo 7 .............................................................................................................................................. 95 Concluses ............................................................................................................................................ 95 Bibliografia ............................................................................................................................................. 97 Anexo I..................................................................................................................................................... 1 Anexo II.................................................................................................................................................... 2 Anexo III................................................................................................................................................... 3

ix

Lista de Figuras Figura 2.1 Constituio de uma ligao terra [7] .................................................................... 6 Figura 2.2 Componentes de corrente no solo e respectivo circuito equivalente [7] .................. 7 Figura 2.3 Modelo de solo homogneo aproximado por fatias [7]........................................... 11 Figura 2.4 Perfil de potencial no solo [16] ................................................................................ 12 Figura 2.5 Distribuio de potencial na superfcie do solo [18] ............................................... 13 Figura 3.1 Ligaes terra e condutores de proteco [1] ..................................................... 18 Figura 3.2 Ligaes terra nas instalaes de equipamentos de tratamento da informao [1] .................................................................................................................................................... 23 Figura 3.3 Exemplo da resistncia de dissipao de um elctrodo de terra constitudo por uma barra longitudinal, progressivamente crescente em funo da profundidade [2] ............... 25 Figura 3.4 Elctrodos de terra do tipo simples [2] ................................................................... 25 Figura 3.5 Elctrodos de terra do tipo combinado [2] .............................................................. 26 Figura 3.6 Elctrodos de terra do tipo malha [2] ...................................................................... 26 Figura 3.7 Elctrodos de terra do tipo fundao [2] ................................................................. 27 Figura 3.8 Forma de onda tpica de uma descarga atmosfrica [2] ........................................ 27 Figura 3.9 Esquema elctrico e de terras [2] ........................................................................... 30 Figura 4.1 Acoplamento Impedante [11] .................................................................................. 41 Figura 4.2 Modelo Simplificado de Acoplamento Impedante [11] ........................................... 42 Figura 4.3 Acoplamento Indutivo: a) Modelo de campo; b) Circuito equivalente [11] ............. 43 Figura 4.4 a) Fontes do Campo Magntico; b) Circuito Elctrico perturbado; [11] ................. 43 Figura 4.5 a) Campo Magntico; b) Indutncia de acoplamento por unidade de comprimento do anel rectangular; [11] ............................................................................................................. 44 Figura 4.6 Circuito equivalente de um acoplamento indutivo [11] ........................................... 45 Figura 4.7 Estudo da funo de transferncia da corrente perturbadora [11] ......................... 45 Figura 4.8 Acoplamento indutivo derivado de correntes trapezoidais lenta e rpida [11] ....... 46 Figura 4.9 Capacidade de blindagem de um anel de curto-circuito para diferentes valores da sua resistncia interna [11] ......................................................................................................... 47 Figura 4.10 Acoplamento capacitivo: a) Modelo de campo; b) Circuito Equivalente; [11] ...... 47 Figura 4.11 Modelo de trs linhas para um acoplamento capacitivo [11] ............................... 48 Figura 4.12 Comportamento da frequncia num acoplamento capacitivo [11] ....................... 49 Figura 4.13 Sinais de acoplamento capacitivo para: a) sinuside a 50Hz; b) variador de intensidade luminosa [11] ........................................................................................................... 49 Figura 4.14 Acoplamento capacitivo de dois cabos blindados [11] ......................................... 50 Figura 4.15 Blindagem de um impulso recorrendo a diferentes capacidades de acoplamento [11]............................................................................................................................................... 50 Figura 4.16 Eficcia de blindagem de uma ranhura com vrios comprimentos, em funo da

frequncia [11]............................................................................................................................. 51 Figura 4.17 Aumento da imunidade s radiaes e s interferncias por conduo, pelo

x

aumento do nmero e diminuio da rea dos loops de interligao das massas [14] .......... 53 Figura 4.18 Diferena de potencial entre as massas dos equipamentos devido impedncia dos cabos de terra [14] ................................................................................................................ 53

Figura 4.19 Aumento do potencial entre equipamentos por efeito de um campo electromagntico [14] .................................................................................................................. 54 Figura 4.20 Ligao ao condutor de terra mais prximo [14] .................................................. 54 Figura 4.21 Ligao mais curta terra mais prxima [14] ....................................................... 55 Figura 5.2 Distribuio aproximada das linhas de corrente e equipotenciais no solo [7] ........ 58 Figura 5.3 Densidade de corrente e perfil do potencial no solo (em relao ao elctrodo) [7] 58 Figura 5.7 Equipotenciais no solo para um elctrodo do tipo haste [7] ................................... 59 Figura 5.8 Efeito da estratificao do solo no perfil de potencial da superfcie [7] .................. 60 Figura 5.9 Elctrodo hemisfrico apresentando os parmetros necessrios para calcular a resistncia de terra e a distribuio do potencial superfcie em solo homogneo [18] ........... 61 Figura 5.10 Janela de introduo de parmetros (GUI) .......................................................... 63 Figura 5.11 Distribuio do Potencial Relativo para um elctrodo tipo Hemisfrico ............... 63 Figura 5.12 Distribuio do Potencial Relativo para um elctrodo tipo Haste Vertical ............ 64 Figura 5.13 Distribuio do Potencial Relativo para um elctrodo tipo Haste Horizontal ........ 64 Figura 5.14 Distribuio do Potencial Relativo para um elctrodo tipo 3 Hastes Horizontais em Estrela ......................................................................................................................................... 65 Figura 5.15 Distribuio do Potencial Relativo para o conjunto dos 4 tipos de elctrodos ..... 66 Figura 6.1 Onda Combinada (Combo Wave) 1,2/50ms 8/20ms [19] .................................... 69 Figura 6.2 Sistema de Proteco contra Descargas Atmosfricas tipo Franklin [8] ................ 71 Figura 6.3 Tipos de captores Franklin [8] ................................................................................. 71 Figura 6.4 Proteco por Gaiola de Faraday [8] ...................................................................... 72 Figura 6.5 Zona de proteco utilizando cabos de guarda [20] ............................................... 75 Figura 6.6 A zona de proteco melhora com o aproximar dos cabos [20] ............................ 75 Figura 6.7 Zona de proteco entre os cabos [20] .................................................................. 76 Figura 6.8 Zona de proteco exterior aos cabos [20]............................................................. 77 Figura 6.9 Zona de proteco exterior aos cabos [20]............................................................. 77 Figura 6.11 Vista no plano da figura 6.10 [20] ......................................................................... 78 Figura 6.12 Zona de proteco entre dois mastros [20] .......................................................... 79 Figura 6.13 Zona de proteco com dois mastros [20] ............................................................ 80 Figura 6.14 Rc a distncia ao centro do tringulo originado pela disposio dos trs mastros [20] ............................................................................................................................................... 81 Figura 6.15 Clculo de Rc [20] ................................................................................................. 81 Figura 6.16 Determinao de ymc [20] ...................................................................................... 82 Figura 6.17 No centro dos trs mastros [20] ............................................................................ 82 Figura 6.18 Diagrama tridimensional da zona de proteco entre os trs mastros [20] ......... 83 Figura 6.19 Quatro mastros podem ser separados em dois conjuntos de trs mastros [20] .. 83 Figura 6.20 Casos especiais com quatro mastros [20] ............................................................ 84

xi

Figura 6.21 Combinao de quatro mastros mostrando ymc [20] ............................................ 84 Figura 6.22 Determinao da zona de proteco no interior dos mastros [20] ....................... 85 Figura 6.24 Aspecto do GUI desenvolvido para a aplicao ................................................... 87 Figura 6.25 Zona de proteco oferecida por um mastro ........................................................ 87 Figura 6.26 Zona de proteco oferecida por um cabo de guarda.......................................... 88 Figura 6.27 Zona de proteco oferecida por 3x2 mastros ..................................................... 88 Figura 6.28 Zona de proteco oferecida por 4x3 mastros ..................................................... 88 Figura 6.29 Zona de proteco oferecida por 5x7 mastros ..................................................... 89 Figura 6.30 Zona de proteco oferecida por 6x10 mastros ................................................... 89 Figura 6.31 Zona de proteco oferecida por 2 cabos ............................................................ 90 Figura 6.32 Zona de proteco oferecida por 3 cabos ............................................................ 90 Figura 6.33 Zona de proteco oferecida por 5 cabos ............................................................ 90 Figura 6.34 Zona de proteco oferecida por 8 cabos ............................................................ 90 Figura 6.35 Modelo YOUNG, ymc=9,41m ................................................................................. 91 Figura 6.36 Modelo LOVE, ymc=5,07m .................................................................................... 91 Figura 6.37 Modelo Brown-Whitehead/CIGRE, ymc=0,05m ..................................................... 91 Figura 6.38 Modelo IEEE-1995, ymc=0m .................................................................................. 91 Figura 6.39 Modelo YOUNG, ymc=9,41m ................................................................................. 91 Figura 6.40 Modelo LOVE, ymc=5,07m .................................................................................... 91 Figura 6.41 Modelo Brown-Whitehead/CIGRE, ymc=0,05m ..................................................... 92 Figura 6.42 Modelo IEEE-1995, ymc=0m .................................................................................. 92 Figura 6.43 I=10kA, ymc=5,07m ................................................................................................ 92 Figura 6.44 I=20kA, ymc=11,57m .............................................................................................. 92 Figura 6.45 I=30kA, ymc=13,69m .............................................................................................. 93 Figura 6.46 I=40kA, ymc=14,83m .............................................................................................. 93 Figura 6.47 I=10kA, ymc=5,07m ................................................................................................ 93 Figura 6.48 I=20kA, ymc=11,57m .............................................................................................. 93 Figura 6.49 I=30kA, ymc=13,69m .............................................................................................. 93 Figura 6.50 I=40kA, ymc=14,83m .............................................................................................. 93

xii

Lista de Siglas e Acrnimos

CIGRE

EES

EMC

EMI

GUI

IEC

IEEE

LAN

SPD

PEN

Conclio Internacional em Grandes Sistemas Elctricos

Equipamentos electrnicos de elevada sensibilidade

Compatibilidade electromagntica

Interferncia electromagntica

Interface Grfico do Utilizador

Comit electrotcnico internacional

Instituto dos Engenheiros Electrotcnicos e Electrnicos

rea de Rede Local

Dispositivo de proteco contra sobretenses

Terra de Proteco e Neutro

xiii

Lista de Smbolos

L

C

Condutividade

Resistividade elctrica

Permissividade

Frequncia angular

Reactncia indutiva

Susceptncia capacitiva

h

I

kc

ks

l

n

rc

rg

rs

Sg

w

y

ymc

Altura

Intensidade de corrente

Coeficiente da distncia da descarga atmosfrica ao objecto a proteger

Coeficiente da distncia da descarga atmosfrica ao cabo ou mastro de proteco

Comprimento

Quantidade de mastros ou cabos

Distncia da descarga atmosfrica ao objecto a proteger

Distncia da descarga atmosfrica ao solo

Distncia da descarga atmosfrica ao cabo ou mastro de proteco

Distncia entre dois cabos ou mastros de proteco

Largura

Altura do objecto a proteger

Altura mnima de proteco

1

Captulo 1

Introduo

1.1. Contextualizao O principal objectivo de um sistema de terra o de garantir a segurana das pessoas e

prevenir a ocorrncia de danos nas instalaes e equipamentos nelas presentes. Por inerncia, o sistema de terra tambm usado como referncia de potencial nulo para interligao de equipamentos electrnicos de elevada sensibilidade, nomeadamente os de telecomunicaes e das tecnologias de informao.

Historicamente, os primeiros esquemas de ligao terra foram fruto de uma longa evoluo, orientada pelo objectivo de proteger melhor as pessoas contra choques elctricos e dos efeitos da passagem de corrente elctrica pelo corpo humano.

A anlise dos sistemas de terra presentes em qualquer instalao elctrica, seja ela domstica ou industrial, ou nas prprias redes elctricas de distribuio ou de transmisso, reveste-se assim de crescente importncia.

Em sistemas tpicos, a diferena de potencial entre pontos diferentes da instalao pode dar origem a que circulem correntes em seres humanos ou equipamentos, com os consequentes danos que tal acarreta. Torna-se assim essencial a determinao dessa diferena de potencial em situao de defeito, seja este devido a um defeito, a uma sobretenso ou a uma descarga atmosfrica, para deste modo poder minimizar o risco.

Em condies normais, suficiente adoptar-se uma aproximao esttica para baixas frequncias ou regime estacionrio, em que a ligao terra deixa de ser vista como uma impedncia complexa para se tornar apenas numa simples resistncia ligada terra. No entanto, estas aproximaes s so vlidas at um determinado valor de frequncia, sendo por isso limitadas e dependendo do tamanho dos elctrodos da malha de terra e das caractersticas elctricas do solo.

H no entanto determinadas situaes em que as correntes elctricas de elevada frequncia se podem tornar importantes, sendo que, nestes casos, o risco de provocar danos nos equipamentos muito superior ao risco de electrocusso de seres humanos.

Um sistema de terra equipotencial um conceito terico somente aplicvel no caso esttico. Na prtica, a induo electromagntica faz com que a tenso entre dois pontos seja superior a zero. Estas desigualdades no potencial de referncia so frequentemente causa de

2

distrbios que podem provocar defeitos no funcionamento ou at mesmo a destruio de componentes em sistemas electrnicos de elevada sensibilidade que se encontrem ligados a este sistema de terra. Torna-se assim necessrio efectuar estudos de compatibilidade electromagntica que vo exigir o conhecimento da distribuio espacial e temporal dos potenciais ao longo do sistema em caso de sobretenses ou descargas atmosfricas.

A proteco contra descargas atmosfricas assume assim tambm um papel de relevo no estudo e implementao de qualquer sistema de terra, uma vez que ser este sistema o principal responsvel por escoar para o solo as elevadas correntes envolvidas nestes fenmenos, sem que da advenham riscos para as pessoas ou para as instalaes e equipamentos a ele ligados.

1.2. Motivao e objectivos Com este trabalho, pretendeu-se estudar o comportamento apresentado pelos elctrodos

de terra de geometrias e tipologias de instalao diversas, bem como simular os volumes de proteco originados pelas diferentes tipologias de distribuio dos meios de proteco contra descargas atmosfricas, sejam eles mastros ou cabos esticados por cima das instalaes a proteger.

Nos primeiros captulos, feita uma abordagem a diversos conceitos subjacentes ao estudo destas matrias, como sejam os conhecimentos bsicos inerentes a qualquer sistema de terra, ao estudo da legislao em vigor e aos problemas de compatibilidade electromagntica.

A obteno dos resultados, como sejam a distribuio dos potenciais no solo e sua superfcie e o clculo das reas de proteco produzidas por mastros e cabos de proteco contra descargas atmosfricas, foi conseguida atravs de simulaes efectuadas com o programa Matlab da MathWorks, sendo que, para o ltimo caso, foi necessrio traduzir para a linguagem de programao toda a metodologia subjacente ao clculo geomtrico destes volumes.

1.3. Estrutura do documento Este trabalho encontra-se dividido em 7 captulos, ordenados da forma que a seguir se

identifica.

No captulo 1 feita uma abordagem inicial ao trabalho e o contexto no qual o mesmo se integra. So definidos os principais objectivos a alcanar e descreve-se a organizao do documento elaborado.

No captulo 2 feita uma anlise aos conceitos mais elementares presentes num sistema de terra, desde os critrios de dimensionamento, projecto e execuo, aos critrios ligados segurana de pessoas e bens.

No captulo 3 so analisadas as normas e regulamentos nacionais aplicveis aos sistemas

3

de terra, quer ao nvel das instalaes elctricas quer ao nvel das instalaes de telecomunicaes.

O captulo 4 dedicado ao estudo dos temas ligados imunidade ao rudo e compatibilidade electromagntica, em que se apontam quais as principais fontes de rudo e tipos de rudo produzidos, se define a capacidade dos equipamentos poderem funcionar em ambientes electromagneticamente ruidosos sem que sejam afectados por eles nem produzam interferncias que venham a afectar outros equipamentos e os meios pelos quais se podem reduzir estas interferncias numa instalao.

No captulo 5 analisada a forma como os potenciais se distribuem em solo homogneo e qual o impacto sua superfcie quando elctrodos de diferentes geometrias so percorridos por correntes de defeito. Com base nas equaes que definem o comportamento desses mesmos elctrodos e que se encontram na diversa bibliografia consultada, foram efectuadas simulaes que descrevem essas distribuies, recorrendo ao programa Matlab.

No captulo 6 desenvolvido o tema das descargas atmosfricas e dos meios utilizados na proteco contra estes fenmenos naturais. Com base em modelos geomtricos e nas equaes de distncia descarga, foi desenvolvida uma aplicao que corre em ambiente Matlab e que permite determinar de forma expedita os volumes de proteco produzidos pelas diferentes topologias de distribuio dos meios de proteco contra descargas atmosfricas, sejam eles mastros ou cabos esticados por cima dos edifcios ou dos equipamentos a proteger e consoante a amplitude de corrente elctrica envolvida nessa mesma descarga.

4

5

Captulo 2

Consideraes bsicas sobre sistemas de terra

2.1. Introduo A ligao terra de instalaes e equipamentos um tema que atravessa as fronteiras de

variadas disciplinas envolvidas no projecto e concepo dos edifcios modernos, sejam estes para fins industriais, comerciais ou at mesmo residenciais. por isso de extrema importncia que este tema seja visto como um todo, obrigando os engenheiros das diversas especialidades (civil, electrotcnica, instrumentao, tecnologias de informao, entre outras) a falarem amide entre si, de forma a tomarem conhecimento das necessidades das instalaes pelas quais so responsveis.

De um modo geral, um sistema de terra necessita dar resposta a trs requisitos fundamentais:

Segurana: conduo das correntes de defeito da forma mais directa, rpida e eficiente para o solo, sem que surjam tenses de passo ou toque intolerveis;

Proteco e funcionalidade de equipamentos: proteco dos equipamentos electrnicos permitindo a sua interligao com uma baixa impedncia e assim prevenindo o aparecimento de perturbaes que interfiram com o seu correcto funcionamento;

Proteco contra descargas atmosfricas e curto-circuitos: proteco das pessoas que estejam a ocupar o espao, proteco contra danos directos tais como incndios ou exploses derivados da queda directa de raios e sobreaquecimentos devidos a elevadas correntes de curto-circuito.

Apesar de os requisitos para cada um dos aspectos mencionados anteriormente serem, regra geral, especificados em separado, a sua implementao requer uma abordagem integrada dos sistemas envolvidos.

2.2. Ligao Terra de um Sistema Uma ligao de terra consiste em ligar electricamente e de modo propositado um sistema

fsico (elctrico, electrnico ou um corpo metlico) ao solo. Este sistema compe-se

6

essencialmente por trs componentes, a saber: as ligaes elctricas que ligam um ponto do sistema aos elctrodos, os elctrodos propriamente ditos (qualquer corpo metlico enterrado no solo) e a terra que envolve os elctrodos [7].

Figura 2.1 Constituio de uma ligao terra [7]

Os elctrodos de terra podem ter configuraes muito diversificadas. Existem algumas configuraes tpicas para os elctrodos, onde se podem encontrar [7] [18]:

Elctrodos de Terra de Superfcie sob a forma de fita ou cabo colocados horizontalmente em linha recta ou em anel;

Elctrodos de Estaca Vertical de comprimento suficiente para atravessarem camadas de solo com condutividades diferentes, usadas principalmente quando as camadas mais profundas do solo possuem menor resistividade;

Elctrodos em Malha Reticulada, normalmente construdos como uma grelha posicionada horizontalmente enterrada a pouca profundidade abaixo da superfcie;

Elctrodos de Fundao, que so as partes metlicas das fundaes embutidas em beto, que se encontram em contacto com a terra numa grande rea;

De um modo geral, uma ligao terra apresenta uma resistncia, uma indutncia e uma capacitncia, cada qual influindo na conduo da corrente para a terra, e que normalmente se designa por Impedncia de Terra, ou seja, a oposio oferecida pelo solo injeco de uma corrente elctrica atravs dos elctrodos e expressa quantitativamente pela relao entre a tenso aplicada terra e a corrente resultante [7] [24].

A figura seguinte representa, de um modo simplificado, uma ligao terra atravs de um circuito equivalente, de forma a explicar a origem da sua configurao.

7

Figura 2.2 Componentes de corrente no solo e respectivo circuito equivalente [7]

A corrente que flui pelo elctrodo parcialmente dissipada para o solo e parcialmente transferida para o seu restante comprimento. Nesta ltima parcela, a corrente longitudinal, observam-se perdas internas e estabelece-se um campo magntico na regio em torno dos caminhos de corrente no seu interior e exterior. O circuito equivalente respectivo pode traduzir-se por uma resistncia e uma bobine em srie.

Por outro lado, o campo elctrico no solo (com resistividade e permissividade ) determina o fluxo de correntes condutiva e capacitiva no meio. A relao entre tais correntes no depende da geometria dos elctrodos mas sim da relao /, onde representa a condutividade do solo e a frequncia angular. A energia associada ao fluxo dessas correntes transversais pode ser representada por uma condutncia e um condensador colocados em paralelo no circuito equivalente [7] [24].

Todavia, para a generalidade das aplicaes, no feita referncia impedncia de terra mas sim sua resistncia, uma vez que os efeitos reactivos so muito reduzidos e por isso desprezveis.

2.3. Funes dos Sistemas de Terra e Requisitos Fundamentais

As funes essenciais de um sistema de terra so [7] [16] [22]: Proteco de pessoas e bens;

Terra de Servio em sistemas elctricos de potncia;

Referncia de potencial nulo em equipamentos electrnicos de elevada sensibilidade;

Proteco contra Descargas Atmosfricas.

A Terra de Proteco permite a interligao de todas as partes metlicas que possam ser tocadas por pessoas ou animais. Em circunstncias normais, no existe potencial nestes pontos, mas numa situao de falha, pode surgir uma tenso perigosa pela passagem de uma corrente de defeito. Uma das funes do sistema de terra a proteco da vida contra a ocorrncia de choques elctricos, sendo o requisito fundamental que o potencial da terra VE,

8

perante uma corrente IE de curto-circuito, no exceda a tenso de contacto permitida VF, isto : VEVF.

A Terra de Servio refere-se necessidade de um dado sistema elctrico necessitar de uma ligao ao sistema de terra de forma a assegurar o seu correcto funcionamento. Um exemplo tpico a ligao terra do neutro de um transformador.

Com a Terra de Proteco contra Descargas Atmosfricas, pretende-se que esta conduza a corrente da descarga para o solo, da forma mais directa possvel. As correntes de descarga podem atingir valores de pico ip muito elevados e provocar tenses elevadas nos elctrodos, VE, que podem ser calculadas pela expresso [7] [16] [24]:

22

)( pppE Ridtdi

LV +

em que L representa a indutncia do elctrodo de terra e condutores de descarga e Rp a resistncia de impulso do elctrodo de terra.

Dependendo da corrente de descarga e das propriedades do sistema de terra, o potencial VE pode atingir valores muito elevados, da ordem das centenas ou milhares de kilovolt. Devido ao facto de estes valores serem muito mais elevados que as tenses de funcionamento, uma descarga atmosfrica provoca sobretenses induzidas na rede, pelo que deve ser implementada a proteco total das instalaes contra estas descargas atravs da instalao de pra-raios e descarregadores de sobretenso adequados [7] [24].

2.4. Ligao dos Sistemas Terra Existem trs filosofias de ligao dos sistemas terra, a saber [7]: Sistema Isolado no existe qualquer ligao entre o sistema elctrico e o solo. O

nvel mximo das sobretenses possveis neste tipo de sistema elevado e torna-se bastante difcil a localizao de eventuais defeitos terra. Este sistema muito utilizado nas aplicaes cuja tnica a continuidade de servio (hospitais, laboratrios, etc);

Sistema Solidamente Aterrado o sistema elctrico ligado directamente terra em diversos pontos, procurando obter-se um caminho de mnima impedncia passagem de uma eventual corrente de defeito para o solo. Esta a forma mais habitual de ligao dos sistemas terra;

Sistema Ligado por Impedncia nesta situao, propositadamente colocada uma impedncia (resistncia ou reactncia) entre o sistema elctrico e a terra, que procura limitar o valor da corrente de defeito, sem eliminar totalmente a ligao do sistema ao solo. O avano da tecnologia digital na deteco de baixas correntes de defeito tem feito com que este tipo de ligao tenha cada vez mais adeptos.

(2.1)

9

2.5. Conceitos Importantes nas Ligaes de Terra

2.5.1. Tenso de Contacto a diferena de potencial que pode aparecer acidentalmente devido a um defeito de

isolamento entre duas partes metlicas acessveis simultaneamente [7] [22].

2.5.2. Tenso de Toque

Representa a diferena de potencial entre mos e ps que surge quando se toca num determinado equipamento com um defeito de isolamento. Em consequncia, poder surgir uma corrente elctrica que fluir pelo brao, tronco e pernas, cuja durao e intensidade podero provocar falha cardaca, queimaduras ou outras leses graves ao organismo [7] [22].

2.5.3. Tenso de Passo

Devido ao fluxo de corrente de defeito que escoa para o solo, ocorre uma elevao do potencial em torno do elctrodo de terra, cujo ponto mximo se encontra junto ao elctrodo de terra. Se uma pessoa ou animal se encontrar de p, em qualquer ponto dentro da regio onde ocorre essa distribuio de potencial, entre os seus ps haver uma diferena de potencial, a qual geralmente definida para uma distncia entre ps de um metro [7] [22].

2.5.4. Potencial Transferido

O termo Potencial Transferido refere-se tenso em relao terra que ir surgir nos condutores em consequncia do aumento do potencial de terra junto ao elctrodo do sistema elctrico. Este aumento de potencial ocorre devido s correntes de defeito que fluem pela terra em direco fonte. Este potencial de transferncia tanto menor quanto menor for a resistncia ou impedncia de terra [7] [22].

2.5.5. Rudo

O rudo ocorre quando existe uma diferena de potencial entre a ligao de terra qual a fonte de energia se refere e a ligao de terra qual o equipamento se refere. Os equipamentos electrnicos so aqueles que normalmente apresentam uma maior sensibilidade em relao ao rudo e que pode afectar tanto os sinais analgicos como os digitais, uma vez que utilizam a ligao de terra como referncia de potencial zero [7].

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2.6. Resistncia de Terra em condies de Baixa Frequncia

Os Sistemas de Terra so, regra geral, dimensionados para fazer face a correntes de curto-circuito com frequncias prximas da frequncia fundamental dos sistemas de alimentao.

Nesta perspectiva, o sistema a montante deixa de ver a ligao de terra como uma impedncia complexa, passando a v-la como uma simples resistncia, designada por Resistncia de Terra RT [7] [18] [24].

A Resistncia de Terra directamente proporcional resistividade do solo em que os elctrodos esto colocados. A constante de proporcionalidade K diz apenas respeito aos efeitos geomtricos dos elctrodos (dimenso e forma) [7] [18] [24]: RT = K.

2.6.1. Resistividade do Solo A resistividade do solo define-se como a resistncia elctrica R medida entre as faces

opostas de um cubo de dimenses unitrias (1m de aresta l e 1m2 de rea das faces A) preenchido com este solo, medida em .m [7] [18] [24] [25]:

[ ]mlAR .=

O solo, no seu estado natural, um mau condutor de electricidade. Se estiver totalmente seco (ou gelado), comporta-se como um isolante. A sua estrutura no homognea mas sim formada por camadas de materiais diferentes.

Seguidamente so indicados os principais parmetros que influenciam o valor da resistividade do solo [7] [18] [25]:

- Tipos de Solo

- Humidade do Solo

- Concentrao de Sais

- Temperatura do Solo

- Compacticidade do Solo

- Granulometria do Solo

- Estrutura Geolgica e Estratificao do Solo

2.6.2. Resistncia de Terra

Para condies de baixa frequncia, baixas correntes e valores baixos de resistividade do

(2.2)

(2.3)

11

solo, os efeitos capacitivo e de ionizao do solo so desprezveis e este comporta-se como se de uma resistncia linear se tratasse.

Em aplicaes de alta frequncia, como as telecomunicaes por exemplo, torna-se necessrio considerar o efeito capacitivo, principalmente para solos com elevada resistividade, e tambm a influncia da reactncia indutiva ao longo dos condutores e elctrodos. Estes efeitos esto tambm presentes para as ondas de corrente e tenso de impulso, como as associadas a descargas atmosfricas, cujas frequncias so bastante elevadas [7] [24].

2.5.2.1. Natureza da Resistncia de Terra

A resistncia oferecida passagem da corrente elctrica atravs de um elctrodo para o solo possui trs componentes principais [7] [18] [25]:

Resistncia interna do elctrodo e das ligaes elctricas ao mesmo;

Resistncia de contacto entre a superfcie do elctrodo e a terra adjacente ao mesmo; Resistncia do solo circundante, componente fundamental e de maior peso na

determinao do valor de resistncia de terra e que depende, basicamente, da sua resistividade.

De modo a considerar-se a influncia da resistncia do solo circundante ao elctrodo, pode recorrer-se a um modelo simplificado. Neste modelo, o solo aproximado por um conjunto de fatias hemisfricas com a mesma espessura e resistividade, cuja rea aumenta medida que se afasta do elctrodo (A=2pir2) [7] [18]:

Figura 2.3 Modelo de solo homogneo aproximado por fatias [7] Cada fatia de solo apresenta um certo valor de resistncia. A soma da resistncia de todas

as fatias at uma distncia infinita representa o valor da resistncia de terra. Como a espessura a mesma para todas as fatias, quanto mais prxima do elctrodo est uma fatia, maior a sua resistncia, pois a rea atravessada pela corrente menor. Por outro lado, quando a distncia ao elctrodo muito significativa, a rea da fatia em considerao torna-se to ampla que a sua resistncia se torna desprezvel. Assim, quem determina efectivamente o valor da resistncia de terra a terra mais prxima do elctrodo, sendo muito reduzida a contribuio das fatias de solo mais distantes [7] [18] [25].

A corrente I que se distribui radialmente e que atravessa cada fatia em direco ao infinito, a mesma. Deste modo, a queda de tenso que ocorre em cada fatia vai decrescendo

12

medida que se afasta do elctrodo, pois a resistncia da fatia tambm decresce, devido ao aumento da rea atravessada. Admitindo-se que no infinito o potencial ser nulo, o valor do potencial aumenta medida que se aproxima do elctrodo. Percebe-se ainda que tal crescimento do potencial possui derivada crescente, pois a contribuio em queda de tenso para a composio do potencial tanto maior quanto mais prxima do elctrodo se encontra a fatia [7] [18] [25].

Figura 2.4 Perfil de potencial no solo [16]

2.5.2.2. Determinao da Resistncia de Terra

A resistncia de terra definida pela relao entre a elevao de potencial referida ao infinito e a corrente que a gerou. O desenvolvimento que a seguir se apresenta ilustra a determinao desta resistncia para o caso de um elctrodo hemisfrico.

Em primeiro lugar, calcula-se o potencial num ponto x qualquer do solo, a uma distncia rx da fonte de corrente, devido ao fluxo dessa corrente em direco ao infinito [7] [16] [18]:

Ir

Vx

rx.2pi

=

Posteriormente, quando se considera o ponto x sobre a superfcie do elctrodo, pode determinar-se a elevao de potencial do elctrodo em relao ao infinito, devido ao fluxo de corrente I [7] [16] [18]:

Ir

Velectrodo

electrodo.2pi

=

A partir de aqui, determina-se o valor da resistncia de terra [7] [16] [18]:

electrodoT

rR

.2pi

=

A rea da seco do solo atravessada pela corrente vai aumentando medida que se afasta do elctrodo, resultando na diminuio da resistncia dessas seces e consequentemente, em menores quedas de tenso por unidade de comprimento. Deste modo, a maior parte da elevao de potencial fica localizada na zona circundante ao elctrodo [7] [18]:

(2.4)

(2.5)

(2.6)

13

Figura 2.5 Distribuio de potencial na superfcie do solo [18] A determinao da resistncia de terra de outras configuraes segue o mesmo

procedimento bsico. A diferena devida forma de distribuio da densidade de corrente no solo, que depende da forma e dimenso do elctrodo. A integrao do mesmo no percurso entre um ponto infinitamente afastado e a superfcie do elctrodo origina o potencial. Dividindo-se esse potencial pela corrente, obtm-se o valor da resistncia [7] [18].

No anexo II apresentam-se expresses para o clculo da resistncia de terra de algumas configuraes tpicas.

2.5.2.3. Valores de Resistncia de Terra para Conjuntos de Elctrodos Embora o aumento do nmero de elctrodos resulte numa reduo da resistncia, tal

reduo no obedece a uma relao proporcional com o aumento do comprimento dos mesmos, devido a um efeito de acoplamento resistivo entre eles. Quando dois elctrodos so colocados prximos no solo, passa a existir uma interferncia entre ambos que influencia na capacidade de disperso da corrente do conjunto. Esta influncia denomina-se por resistncia mtua entre elctrodos e definida como a elevao de potencial de um elctrodo em relao terra no infinito, devido ao fluxo de uma corrente unitria no outro elctrodo [7] [24] .

Ao determinar-se a resistncia de terra de um sistema composto por vrios elctrodos (como uma malha, p. ex.), deve ter-se em linha de conta o paralelismo existente entre as resistncias dos elctrodos e tambm o efeito da resistncia mtua entre eles.

No anexo III apresentam-se alguns dos tipos mais comuns de tipologias de conjunto de elctrodos.

2.5.2.4. Tcnicas mais comuns de melhoria da Resistncia de Terra

Muitas vezes, aps a instalao de um sistema de terra, chega-se concluso, atravs de medies, que o valor da resistncia de terra obtido superior ao desejado. Existem algumas tcnicas que podem ser aplicadas com o intuito de diminuir este valor. Tais tcnicas actuam, de um modo geral, modificando a resistividade do solo nas proximidades do elctrodo, alterando as condies dos elctrodos ou pela conjugao das duas [7] [16] [25]:

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- Aumento do nmero de elctrodos em paralelo

Por este meio consegue-se diminuir bastante a resistncia. Contudo, os elctrodos devero estar suficientemente afastados para minimizar os efeitos da resistncia mtua. A partir de um certo nmero de elctrodos em paralelo, a resistncia passa a diminuir pouco face ao nmero de elctrodos necessrios, deixando esta tcnica de ser eficaz;

- Aprofundamento dos elctrodos

Este mtodo bastante usado na aplicao de hastes verticais. Se o solo apresentar camadas mais profundas de menor resistividade, esta tcnica revela-se bastante eficaz. A partir de um certo ponto, o valor da diminuio da resistncia de terra deixa de ser relevante para grandes aumentos de profundidade;

- Aumento da seco do elctrodo

Observa-se uma diminuio da resistncia de terra para um aumento da rea de seco do elctrodo. Contudo, o que ocorre na maioria das vezes o dimensionamento da seco do elctrodo por questes de resistncia mecnica ou em funo da sua capacidade de conduo de corrente, pois a variao no valor de resistncia por variao da seco pequena;

- Tratamento qumico do solo

A adio de sais no solo circundante aos elctrodos diminui a sua resistividade e, por conseguinte, o valor da resistncia de terra. necessrio especial ateno para que os sais no entrem em contacto directo com os elctrodos de forma a evitar a sua corroso, bem como manter um controlo peridico do valor de resistncia de terra que pode aumentar com o tempo devido disperso dos sais pelo solo;

- Tratamento fsico do solo

Este mtodo consiste em envolver o elctrodo com material condutor, ampliando a sua superfcie de contacto com o solo.

15

Captulo 3

Estudo da legislao em vigor aplicvel aos sistemas de terra

3.1. Introduo Pretende-se, neste captulo, aferir o estado da arte e a legislao em vigor aplicvel no

dimensionamento e construo dos sistemas de terra, efectuando para tal, uma breve anlise das Regras tcnicas das instalaes elctricas de baixa tenso (RTIEBT), que contm o normativo aplicvel ao sector elctrico e dos manuais ITED Prescries e especificaes tcnicas das infra-estruturas de telecomunicaes em edifcios e ITUR Infra-estruturas de telecomunicaes em loteamentos, urbanizaes e conjunto de edifcios, aplicveis ao sector das telecomunicaes.

3.2. Regras Tcnicas das Instalaes Elctricas de Baixa Tenso (RTIEBT)

3.2.1. Tipos de Sistemas de Distribuio Os sistemas de distribuio devem ser determinados em funo dos tipos de esquemas dos

condutores activos e das ligaes terra.

3.2.1.1. Esquema TN em Corrente Alternada

O esquema TN tem um ponto ligado directamente terra, sendo as massas da instalao ligadas a esse ponto por meio de condutores de proteco. De acordo com a disposio do condutor neutro e do condutor de proteco, consideram-se os trs tipos de esquemas TN seguintes:

i. esquema TN-S: onde um condutor de proteco (distinto do condutor neutro) utilizado na totalidade do esquema;

ii. esquema TN-C-S: onde as funes de neutro e de proteco esto combinadas num nico condutor numa parte do esquema;

iii. esquema TN-C: onde as funes de neutro e de proteco esto combinadas num nico condutor na totalidade do esquema.

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3.2.1.2. Esquema TT em Corrente Alternada

O esquema TT tem um ponto da alimentao ligado directamente terra, sendo as massas da instalao elctrica ligadas a elctrodos de terra electricamente distintos do elctrodo de terra da alimentao.

3.2.1.3. Esquema IT em corrente alternada

No esquema IT, todas as partes activas esto isoladas da terra ou um ponto destas est ligado terra por meio de uma impedncia, sendo as massas da instalao elctrica ligadas terra.

3.2.2. Ligaes Terra e Condutores de Proteco

3.2.2.1. Terras

O valor da resistncia do elctrodo de terra deve satisfazer s condies de proteco e de servio da instalao elctrica. De acordo com as regras da instalao, as medidas de ligao terra podem, por razes de proteco ou por razes funcionais, ser utilizadas em conjunto ou separadamente. A seleco e a instalao dos equipamentos que garantem a ligao terra devem ser tais que:

i. o valor de resistncia dessa ligao esteja de acordo com as regras de proteco e de funcionamento da instalao e que permanea dessa forma ao longo do tempo;

ii. as correntes de defeito terra e as correntes de fuga possam circular, sem perigo, nomeadamente no que respeita s solicitaes trmicas, termomecnicas e electromecnicas;

iii. a solidez e a proteco mecnica sejam garantidas em funo das condies previstas de influncias externas.

Devem ser tomadas as medidas adequadas contra os riscos de danos noutras partes metlicas, em consequncia de fenmenos de corroso electroltica.

3.2.2.2. Elctrodos de terra

Podem ser usados como elctrodos de terra os elementos metlicos seguintes: i. tubos, varetas ou perfilados; ii. fitas, vares ou cabos nus; iii. chapas; iv. anis (de fitas ou de cabos nus) colocados nas fundaes dos edifcios; v. armaduras do beto imerso no solo; vi. canalizaes (metlicas) de gua;

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vii. outras estruturas enterradas apropriadas.

Em regra, a melhor soluo para os elctrodos de terra, consiste na utilizao de anis colocados na base das fundaes dos edifcios, estabelecidos durante a construo destes, que tm como principais vantagens no necessitarem de trabalhos suplementares de aterro, serem estabelecidos a uma profundidade que, em regra, permite salvaguardar as situaes resultantes das variaes climticas sazonais, garantir um bom contacto com o solo, utilizar ao mximo, a rea dos edifcios e reduzir, ao mnimo, o valor da resistncia de terra que pode ser obtida com essa rea, poderem ser usados desde o incio da construo como elctrodo de terra para as instalaes do estaleiro. aconselhvel ligar ao conjunto "elctrodo de terra - condutores de equipotencialidade" os elementos condutores da construo, as armaduras do beto armado e os outros elementos metlicos, por forma a diminuir o valor global da resistncia de terra das massas e a garantir uma equipotencialidade de todas as massas e de todos os elementos condutores simultaneamente acessveis. O tipo e a profundidade de enterramento dos elctrodos de terra devem ser tais que a secagem do terreno e o gelo no provoquem o aumento do valor da resistncia de terra para alm do valor prescrito. Os materiais usados e a execuo dos elctrodos de terra devem ser tais que estes suportem os danos mecnicos resultantes da corroso.

Na concepo da ligao terra deve-se atender ao eventual aumento da resistncia devido a fenmenos de corroso.

As canalizaes metlicas de distribuio de gua apenas podem ser usadas como elctrodos de terra desde que haja acordo prvio com o distribuidor de gua e sejam tomadas as medidas adequadas para que o responsvel pela explorao da instalao elctrica seja informado de quaisquer modificaes introduzidas nessas canalizaes de gua.

No devem ser usadas como elctrodos de terra com fins de proteco as canalizaes metlicas afectas a outros usos.

As bainhas exteriores de chumbo e os outros revestimentos exteriores metlicos dos cabos, que no sejam susceptveis de sofrerem deterioraes devidas corroso excessiva, podem ser usadas como elctrodos de terra.

3.2.2.3. Condutores de Terra

Os condutores de terra devem satisfazer ao indicado em 3.2.3.5. A ligao entre o condutor de terra e o elctrodo de terra deve ser cuidadosamente

executada e deve ser electricamente adequada. Quando forem utilizados ligadores, estes no devem danificar os elementos constituintes do elctrodo de terra (por exemplo, os tubos) nem os condutores de terra.

18

3.2.2.4. Terminal Principal de Terra

Todas as instalaes elctricas devem ter um terminal principal de terra, ao qual devem ser ligados:

i. os condutores de terra; ii. os condutores de proteco; iii. os condutores das ligaes equipotenciais principais; iv. os condutores de ligao terra funcional, se necessrio.

Em edifcios de grande extenso ou com instalaes complexas (em regra, com elctrodo de terra em anel), pode ser conveniente, por questes funcionais, instalar mais do que um terminal principal de terra.

Nos condutores de terra, deve ser previsto um dispositivo instalado em local acessvel e que permita a medio do valor da resistncia do elctrodo de terra das massas, podendo esse dispositivo estar associado ao terminal principal de terra. Este dispositivo deve ser, apenas, desmontvel por meio de ferramenta e deve ser mecanicamente seguro e garantir a continuidade elctrica das ligaes terra.

T

L

CM

A

1

1 1

1

4

3

2

Figura 3.1 Ligaes terra e condutores de proteco [1]

3.2.3. Condutores de Proteco

3.2.3.1. Tipos de Condutores de Proteco

Podem ser usados como condutores de proteco: i. condutores pertencentes a cabos multicondutores; ii. condutores isolados ou nus que tenham o mesmo invlucro (conduta, calha, etc.)

que os condutores activos; iii. condutores separados, nus ou isolados; iv. revestimentos metlicos (armaduras, crans, bainhas, etc.) de alguns cabos.

1 - Condutor de proteco;

2 - Condutor da ligao equipotencial principal;

3 - Condutor de terra;

4 - Condutor de equipotencialidade suplementar;

A - Canalizao metlica principal de gua;

C - Elemento condutor;

L - Terminal principal de terra;

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v. condutas metlicas ou outros invlucros metlicos para os condutores; vi. certos elementos condutores.

Quando a instalao tiver conjuntos de invlucros montados em fbrica ou canalizaes pr-fabricadas, com invlucros metlicos, estes invlucros podem ser usados como condutores de proteco se forem satisfeitas, simultaneamente, as condies seguintes:

i. tiverem continuidade elctrica realizada por forma a estar protegida contra as deterioraes mecnicas, qumicas e electroqumicas;

ii. tiverem condutibilidade no inferior que resultaria da aplicao das condies indicadas;

iii. tiverem possibilidade de ligao de outros condutores de proteco em pontos de derivao predeterminados.

As bainhas metlicas (nuas ou isoladas) de certas canalizaes, nomeadamente, as bainhas exteriores dos cabos com isolamento mineral, e certas condutas ou calhas, metlicas (de tipos em estudo), podem ser usadas como condutores de proteco dos circuitos correspondentes se satisfizerem, simultaneamente, s condies indicadas. As restantes condutas no podem ser usadas como condutores de proteco.

Podem ser usados como condutores de proteco os elementos condutores que satisfaam, simultaneamente, s condies seguintes:

i. terem continuidade elctrica (garantida por construo ou por ligaes apropriadas), por forma a estarem protegidos contra as deterioraes mecnicas, qumicas e electroqumicas;

ii. terem condutibilidade no inferior que resultaria da aplicao das condies indicadas;

iii. serem desmontveis apenas se estiverem previstas medidas que compensem esse facto;

iv. serem estudados e, se necessrio, adaptados a esse fim. No podem ser usados como condutores de proteco as condutas de gs.

3.2.4. Conservao e Continuidade Elctrica dos Condutores de Proteco

Os condutores de proteco devem ser convenientemente protegidos contra as deterioraes mecnicas e qumicas e contra os esforos electrodinmicos.

As ligaes, com excepo das realizadas em caixas cheias com materiais de enchimento ou em unies moldadas, devem ser acessveis para efeitos de verificao e de ensaio.

Nos condutores de proteco no devem ser inseridos quaisquer aparelhos, podendo, para a realizao de ensaios, serem utilizadas ligaes desmontveis por meio de ferramentas.

Quando se utilizarem dispositivos destinados ao controlo da continuidade das ligaes terra, os eventuais enrolamentos desses dispositivos no devem ser inseridos nos condutores

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de proteco. As massas dos equipamentos a serem ligadas aos condutores de proteco no devem ser

ligadas em srie num circuito de proteco.

3.2.5. Ligaes Terra por razes de Proteco

3.2.5.1. Condutores de proteco associados a dispositivos de proteco contra as sobreintensidades

Quando se utilizarem, na proteco contra os choques elctricos, os dispositivos de proteco contra as sobreintensidades, os condutores de proteco devem ser incorporados na mesma canalizao que os condutores activos ou colocados na sua proximidade imediata.

3.2.5.2. Elctrodos de terra e condutores de proteco para dispositivos de proteco sensveis tenso de defeito

O elctrodo de terra auxiliar deve ser electricamente independente de quaisquer outros elementos metlicos ligados terra (tais como, os elementos metlicos da construo, as condutas metlicas e as bainhas metlicas de cabos), considerando-se satisfeita esta regra se a distncia entre o elctrodo de terra auxiliar e os referidos elementos no for inferior a um valor especificado (valor em estudo).

A ligao ao elctrodo de terra auxiliar deve ser isolada, por forma a evitar os contactos com o condutor de proteco, com os elementos que lhe estiverem ligados ou com elementos condutores que possam estar (ou estejam de facto) em contacto com aqueles.

O condutor de proteco apenas deve ser ligado s massas dos equipamentos elctricos cuja alimentao deva ser interrompida em consequncia do funcionamento, em caso de defeito, do dispositivo de proteco.

3.2.6. Ligaes terra por razes funcionais As ligaes terra por razes funcionais devem ser realizadas por forma a garantir o

funcionamento correcto do equipamento e a permitir um funcionamento correcto e fivel da instalao.

3.2.7. Ligaes terra por razes combinadas de proteco e funcionais

Quando a ligao terra for feita, simultaneamente, por razes de proteco e por razes funcionais, devem-se-lhe aplicar fundamentalmente as regras relativas s medidas de

21

proteco.

3.2.7.1. Condutores PEN

No esquema TN, quando, nas instalaes fixas, o condutor de proteco tiver uma seco no inferior a 10 mm, se de cobre, ou a 16 mm, se de alumnio, as funes de condutor de proteco e de condutor de neutro podem ser combinadas desde que a parte da instalao comum no esteja localizada a jusante de um dispositivo diferencial.

No entanto, a seco de um condutor PEN pode ser reduzida a 4 mm desde que o cabo seja do tipo concntrico obedecendo respectiva Norma e que as ligaes que garantem a continuidade sejam duplicadas em todos os pontos de ligao no percurso do condutor perifrico. O condutor PEN concntrico deve ser utilizado a partir do transformador e deve ser limitado s instalaes que utilizem acessrios adequados a este tipo de cabo.

O condutor PEN deve ser isolado para a tenso mais elevada susceptvel de lhe ser aplicada, por forma a evitar as correntes vagabundas.

Se, num ponto qualquer da instalao, for feita a separao entre o condutor neutro e o condutor de proteco, no permitido lig-los de novo a jusante desse ponto. No local da separao devem existir terminais ou barras separados para o condutor neutro e para o condutor de proteco. O condutor PEN deve ser ligado ao terminal ou barra destinada ao condutor de proteco.

3.2.8. Condutores de Equipotencialidade

3.2.8.1. Condutor de equipotencialidade principal

O condutor de equipotencialidade principal deve ter uma seco no inferior a metade da seco do condutor de proteco de maior seco existente na instalao, com o mnimo de 6mm, podendo, contudo esse valor ser limitado a 25mm, se de cobre, ou a uma seco equivalente, se de outro metal.

3.2.8.2. Condutores de ligao equipotencial suplementar

Quando duas massas forem interligadas por meio de condutores de equipotencialidade suplementar, a seco desses condutores no deve ser inferior menor das seces dos condutores de proteco ligados a essas massas.

No caso de condutores de equipotencialidade suplementar que interliguem uma massa com um elemento condutor, a sua seco no deve ser inferior a metade da seco do condutor de proteco ligado a essa massa.

Pode ser realizada uma ligao equipotencial suplementar por meio de elementos condutores no desmontveis (tais como os vigamentos metlicos), por meio de condutores

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suplementares ou ainda pela combinao destes dois tipos de elementos condutores. Quando as canalizaes de gua no interior do edifcio forem utilizadas para a ligao

terra ou como condutores de proteco, os contadores de gua devem ser curto-circuitados por meio de um condutor de seco apropriada sua funo de condutor de proteco, de condutor de equipotencialidade ou de condutor de ligao terra funcional, consoante o caso.

3.2.9. Ligao Terra de Instalaes de Equipamentos de Tratamento da Informao

As regras particulares indicadas na presente parte das Regras Tcnicas aplicam-se ligao entre os equipamentos de tratamento da informao e s instalaes fixas dos edifcios, quando o referido equipamento:

i. tiver uma corrente de fuga de valor superior aos limites indicados na Norma EN 60950;

ii. satisfizer s regras indicadas na Norma EN 60950. Estas regras aplicam-se s instalaes situadas a jusante do ponto de ligao do

equipamento podendo, tambm, aplicar-se a instalaes que no sejam de tratamento da informao desde que tenham correntes de fuga de valor elevado em consequncia do cumprimento das regras de anti-parasitagem (como, por exemplo, os equipamentos de comando industrial e de telecomunicaes).

3.2.9.1. Definies

Equipamento de tratamento da informao Equipamento elctrico que, separadamente ou agrupado em sistemas, acumula, trata e

memoriza dados. A introduo e a restituio dos dados podem, eventualmente, fazer-se por meios electrnicos.

Terra sem rudo Ligao terra na qual o nvel das interferncias transmitidas a partir de fontes externas

no causa defeitos de funcionamento inaceitveis no equipamento de tratamento da informao ou em equipamento anlogo que lhe esteja ligado.

Corrente de fuga elevada Corrente de fuga terra cujo valor superior ao limite especificado e medido de acordo com

o indicado na Norma EN 60950, para os equipamentos ligados.

3.2.9.2. Terras sem rudo

As massas dos equipamentos de tratamento da informao devem ser ligadas ao terminal

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principal de terra. Esta regra aplica-se tambm aos invlucros metlicos dos equipamentos da classe II

ou da classe III e aos circuitos de tenso reduzida funcional TRF, que, por razes funcionais, tenham necessidade de serem ligadas terra.

Figura 3.2 Ligaes terra nas instalaes de equipamentos de tratamento da informao [1]

Nos casos excepcionais, em que as regras de segurana indicadas forem verificadas mas em que o nvel de rudo no terminal principal de terra da instalao no puder ser reduzido a um nvel aceitvel, a instalao tem de ser tratada como um caso especial.

As medidas de ligao terra a utilizar devem conferir o mesmo nvel de proteco que o conferido pelas regras indicadas nas presentes Regras Tcnicas e essas medidas devem:

i. garantir uma proteco adequada contra as sobreintensidades; ii. evitar o aparecimento de tenses de contacto excessivas no equipamento e

garantir a equipotencialidade entre os equipamentos, os elementos condutores vizinhos e os outros equipamentos elctricos, nas condies normais e nas condies de defeito;

iii. cumprir as regras relativas s eventuais correntes de fuga elevadas e no invalidarem as restantes regras indicadas nas presentes Regras Tcnicas.

3.2.10. Ligao Terra dos Descarregadores de Sobretenso das Instalaes Telefnicas

Os descarregadores de sobretenso das instalaes telefnicas podem ser ligados aos elctrodos de terra das massas das instalaes elctricas desde que sejam respeitadas simultaneamente as seguintes condies:

i. a resistncia do elctrodo (apropriada ao valor da corrente de funcionamento diferencial estipulada) seja compatvel com as condies exigidas para a ligao terra dos descarregadores de sobretenso das instalaes telefnicas.

ii. o condutor de ligao terra dos descarregadores de sobretenso das instalaes telefnicas seja ligado directamente ao terminal principal de

Elctrodo de terra

Terminalprincipalde terra

Condutoresde proteco

das outrasinstalaes

Barra de terra Quadrode

alimentao

Blindagem

Aos equipamentos informticos

Condutor de proteco isolado

Barra de terra (isolada) do equipamento informtico

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terra do edifcio por meio de um condutor que no seja identificado pela cor verde-amarela (esta interdio destina-se a evitar que este condutor possa ser utilizado como condutor de proteco das massas da instalao elctrica).

Se as caractersticas e as disposies do elctrodo de terras das massas da instalao elctrica no forem adequadas s correntes resultantes de uma descarga atmosfrica, deve ser utilizado um elctrodo de terra especial para os descarregadores de sobretenso das instalaes telefnicas, como pode ser o caso dos elctrodos que no sejam anis de fundao dos edifcios.

Os dois elctrodos de terra devem, neste caso, ser interligados por um condutor de

equipotencialidade de seco no inferior a 6mm2, se de cobre, ou de seco equivalente, se de outro material, identificado como condutor de proteco pela cor verde-amarela.

Quando for necessrio estabelecer o elctrodo de terra das massas numa instalao j existente, no permitido usar, para esse fim, os elctrodos de terra j existentes destinados ligao terra dos descarregadores de sobretenso das instalaes telefnicas, devendo o elctrodo satisfazer s condies expressas nas presentes Regras Tcnicas.

3.3. Sistemas de Terra em Infra-estruturas de Telecomunicaes (ITED e ITUR)

3.3.1. Manual ITED - Prescries e Especificaes Tcnicas das Infra-estruturas de Telecomunicaes em Edifcios

3.3.1.1. Constituio dos Elctrodos de Terra

A ligao entre os condutores e a terra efectuada atravs dos designados elctrodos de terra. Quanto s propriedades elctricas de uma ligao terra dependem, essencialmente, dos seguintes parmetros:

i. Impedncia da terra; ii. Configurao do elctrodo de terra.

Em circuitos de corrente alternada, deve ser considerada a impedncia de terra, que a impedncia entre o sistema de terras e a terra de referncia para uma determinada frequncia de funcionamento. A reactncia do sistema de terras a reactncia do condutor de terra e as partes metlicas do elctrodo de terra. A baixas frequncias, esta reactncia desprezvel quando comparada com a resistncia de terra.

A resistncia de terra depende da profundidade a que o elctrodo se encontra enterrado.

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Este fenmeno deve-se ao facto do contedo da humidade do terreno ser mais estvel, e em maior quantidade, nas camadas mais profundas do terreno. As camadas mais prximas da superfcie so mais sensveis s variaes das estaes do ano e podem inclusive sofrer a influncia das geadas. A Figura seguinte apresenta a variao da resistncia de terra para um elctrodo do tipo barra. Atravs desta figura possvel verificar que a resistncia de terra reduz com o aumento de profundidade do elctrodo.

Figura 3.3 Exemplo da resistncia de dissipao de um elctrodo de terra constitudo por uma barra longitudinal, progressivamente crescente em funo da profundidade [2]

Existem diversos tipos de elctrodos de terra, nomeadamente: i. Elctrodos simples (cabos nus, varetas, vares, tubos, chapas e perfis); ii. Combinado (associao de diversos tipos simples); iii. Malha (fitas metlicas formando uma malha); iv. Fundaes (pilares metlicos interligados por estruturas metlicas).

Os elctrodos de terra do tipo simples so colocados debaixo da superfcie da terra a uma determinada profundidade. A sua colocao pode ser horizontal (linear, anel, etc.) ou vertical.

Figura 3.4 Elctrodos de terra do tipo simples [2]

Na colocao dos elctrodos de terra simples devem ser observadas as regras seguintes: Elctrodos horizontais:

Devem ser colocados debaixo da superfcie da terra a uma profundidade de 0,6m a 1m. O comprimento dos elementos do elctrodo deve ser muito superior profundidade de enterramento. Com o aumento da profundidade do enterramento do elctrodo diminuem as tenses de passo e as tenses de toque. Com o aumento da profundidade do enterramento do

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elctrodo tambm diminui, embora ligeiramente, a resistncia de contacto com a terra. Elctrodos verticais:

O topo do elctrodo deve estar enterrado debaixo do solo, a uma profundidade tpica de 1m. O comprimento tpico situa-se entre os 3m e os 30m.

Normalmente devem ser montados atravs de um conjunto de varetas de comprimento de 1,5m, colocados sucessivamente uns sobre os outros.

Neste tipo de elctrodos a resistncia de terra e mais estvel quando comparada com os horizontais. Contudo, apresenta uma distribuio do potencial de superfcie desfavorvel.

Uma vez que este sistema necessita de uma superfcie de terra muito reduzida, recomendado para as reas com elevada densidade de edificaes ou nas superfcies cobertas por asfalto ou cimento.

Os elctrodos de terra do tipo combinado so constitudos por elctrodos do tipo horizontal e vertical. Este tipo de elctrodos permite reduzir a resistncia terra e melhorar a distribuio do potencial de superfcie. O efeito de proximidade das vrias varetas permite reduzir a resistncia.

Figura 3.5 Elctrodos de terra do tipo combinado [2]

Os elctrodos do tipo malha so constitudos por um conjunto de varetas ou fitas, colocadas horizontalmente no solo. Com a utilizao das fitas obtm-se uma maior superfcie de contacto com a terra, conseguindo-se deste modo uma terra mais adequada s altas frequncias. Este tipo de elctrodos favorece a distribuio de potencial, no entanto, mais susceptvel s mudanas da constituio do solo.

Figura 3.6 Elctrodos de terra do tipo malha [2]

O elctrodo do tipo fundao constitudo por troos de metal condutor embebidos no cimento das fundaes do edifcio. Uma das vantagens deste tipo de elctrodo que as partes

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metlicas no necessitam de uma proteco adicional anticorrosiva. Este tipo de elctrodo considerado como uma soluo muito pratica para o sistema de terras do edifcio.

Figura 3.7 Elctrodos de terra do tipo fundao [2]

3.3.1.2. Consideraes para a minimizao dos efeitos das fontes de perturbao electromagntica

Existem diversas fontes de perturbao electromagntica que podem afectar a operao dos sistemas elctricos e dos sistemas de telecomunicaes. Os sistemas de terra so de extrema importncia para a atenuao destes efeitos. Durante a fase inicial da construo de um edifcio, a sua implementao no e dispendiosa. Contudo, uma vez o edifcio construdo, a substituio ou modificao do sistema de terras torna-se normalmente muito dispendiosa.

Das diferentes fontes de perturbao electromagntica, as descargas atmosfricas constituem uma das mais importantes que podem afectar os sistemas de telecomunicaes. Deste modo, para a proteco dos sistemas de telecomunicaes contra descargas atmosfricas deve efectuar-se uma analise dos seus efeitos.

Tm sido realizados diversos trabalhos experimentais no sentido de se poderem caracterizar as descargas de origem atmosfrica. Atravs destes trabalhos verificou-se que as correntes originadas pelas descargas atmosfricas apresentam uma forma de onda do tipo impulso, conforme se pode verificar pela figura seguinte:

Figura 3.8 Forma de onda tpica de uma descarga atmosfrica [2]

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Os valores obtidos com origem no Comit da Proteco de Descargas Atmosfricas da Comisso Electrotcnica Internacional (Technical Committee 81 de IEC) demonstram que 50% das descargas atmosfricas apresentam uma corrente de pico de 33kA e 5% uma corrente superior a 85kA. A taxa de crescimento da corrente pode atingir valores superiores 65kA/s. O rpido crescimento da corrente pode dar origem a uma tenso muito elevada, que poder ser obtida a partir da seguinte expresso:

(3.1)

onde L a indutncia dos condutores de descarga e do elctrodo de terra [H] e R a resistncia do elctrodo de terra [].

Dependendo da corrente de descarga e das propriedades do sistema de terras, a tenso gerada por uma descarga atmosfrica pode atingir valores muito elevados, por vezes muito superiores a tenso da rede elctrica. Deste modo, para garantir a proteco das instalaes necessrio utilizar descarregadores de sobretenses e uma estrutura de ligao a terra.

Outro dos factores que pode afectar os sistemas de telecomunicaes a tenso de referncia dos respectivos equipamentos. Para que um equipamento, interligado com outros, possa funcionar correctamente, a tenso de referncia deve ser estvel para todos os equipamentos.

Para se obter uma tenso de referncia estvel, necessrio garantir que a impedncia do circuito de terras seja muito reduzida. Deste modo, procura-se que a totalidade do sistema de terras, representado pelo condutor de terra, seja basicamente uma superfcie equipotencial. Na pratica e extremamente difcil obter uma diferena de potencial entre todos os pontos de terra igual a zero. Contudo, essa diferena deve ser suficientemente baixa para no causar mau funcionamento ao equipamento.

A interferncia electromagntica outro dos fenmenos que pode afectar os sistemas de telecomunicaes. Normalmente, os equipamentos elctricos e electrnicos produzem alguma radiao electromagntica. Contudo, muitos destes equipamentos tambm so sensveis a esses mesmos efeitos.

Um dos factores que permite atenuar esse fenmeno o sistema de terras utilizado. No sentido de reduzir este tipo de interferncia sobre os equipamentos necessrio reduzir as malhas de terra.

de salientar que os cabos ligados s estruturas metlicas permitem que essas estruturas se comportem como condutores de terra paralelos. Assim, atravs desta ligao possvel reduzir a impedncia da malha formada pelo cabo e pela rede de terras.

No passado foram utilizados sistemas de terra separados, tais como, terra para a rede elctrica, terra para as descargas atmosfricas e terra de sinal. No entanto, o sistema de terras separado foi abandonado e as normas internacionais prescrevem agora um sistema de terras nico.

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3.3.1.3. Sistema de terras recomendado

Recomenda-se, para a rede de terras das telecomunicaes, associada a rede de terras da instalao elctrica do edifcio, a seguinte estrutura:

i. Anel de terras, constitudo por cabo de cobre nu (seco 25 mm2) ou fita de ao galvanizado (seco 100 mm2), enterrado ao nvel das fundaes do edifcio, e que ser ligado a intervalos regulares estrutura metlica das sapatas de modo a obter um anel com uma impedncia de terra no superior a 1. Esta ligao estrutura metlica das sapatas deve ser efectuada de modo a que a distncia mxima entre ligaes no exceda os 10 m;

ii. Vareta, tubo ou chapa, para interligao com o anel de terras atravs de soldadura aluminotrmica. As dimenses mnimas (dimetro x comprimento) destes elctrodos devem ser:

Varetas em cobre ou ao, 15mm x 2m; Tubos em cobre 20mm x 2m; Tubos em ao 55mm x 2m. As chapas em ao devem ter dimenses mnimas de espessura de

2mm e superfcie de contacto com a terra de 1m2. Em cada um dos vrtices das fundaes do edifcio poder ser

colocado um elctrodo deste tipo. Para alm do pressuposto anterior, em edifcios ocupando reas do

solo relativamente elevadas (superiores a 1000m2), devem ser colocados elctrodos ligados nos pontos correspondentes s ligaes estrutura metlica das sapatas das fundaes.

iii. Condutores de terra, com origem no elctrodo, que ligaro ao terminal principal de terra do edifcio, atravs de um ligador amovvel, e deste aos barramentos de terra dos armrios de telecomunicaes. As seces mnimas sero de 25mm2 se em cobre. Na ligao das prumadas ao anel poder ser colocado um elctrodo de terra do tipo vareta, ligado por soldadura aluminotrmica;

iv. Condutores de proteco e de equipotencialidade, a sua seco no ser inferior a 6 mm2, se de cobre, ou de seco equivalente, se de outro material. Destinam-se a efectuar a ligao dos condutores de terra estrutura do edifcio. Esta ligao poder existir em cada piso do edifcio. Efectuam tambm a ligao entre a rede de terras das telecomunicaes com a rede geral de terra do edifcio.

3.3.1.4. Proteco contra descargas atmosfricas

Esta proteco ser efectuada atravs do sistema de pra-raios do edifcio caso exista. No caso de tal no existir, os sistemas de antenas devem estar preparados para este tipo de proteco. Nesta situao, as antenas devem ser ligadas