Análise da resistividade de materiais de camadas de isolamento em subestações de alta tensão

Abstract

Este trabalho tem o objetivo de estudar a resistividade dos materiais utilizados como camada superficial do solo no projeto de aterramento de uma subestação. A norma que rege o planejamento e projeto de aterramento de subestações no Brasil é a ABNT NBR-15751, disponibilizada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas. E de forma mais detalhada, a norma brasileira ABNT NBR-7117 aborda as características e formas de medição da resistividade e estratificação do solo. Em outros países, principalmente nos Estados Unidos da América, as normas utilizadas para os mesmos fins são aquelas desenvolvidas e disponibilizadas pelo Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos identificadas como IEEE-80 e IEEE-81. Com base nas normas estabelecidas, são apresentadas as principais características de um projeto de aterramento, destacando aquelas mais importantes para análise em função da resistividade do solo. Os valores de tensão, a que podem ficar expostas as pessoas em uma subestação, são calculados com base nos valores de resistividade do solo e dos materiais da de sua camada superficial e esses são apresentados tanto na norma brasileira quanto na americana. Além dos valores tabelados, foi realizado um experimento de medições de resistividade incluindo materiais e tamanhos correspondentes àqueles apresentados nas normas. Os valores de resistividade foram analisados de forma que se concluiu que os valores normalizados não podem ser utilizados como valores reais e sim aproximados, pois dependendo da potência de trabalho da subestação, valores mínimos de tensão permissíveis de exposição podem ser violados quando os valores de resistividade são superestimados, ou ao contrário, quando subestimados, acarretam na necessidade de uma malha de aterramento maior, influindo no custo final do projeto.

This final paper has the objective to study the resistivity of the materials used as surface layer of soil in the design of a substation ground. The standard governing the planning and design of substation grounding in Brazil is NBR-15751, made available by the Brazilian Association of Technical Standards. And in more detail, the Brazilian standard NBR-7117 deals with the characteristics and forms of measurement of soil resistivity and stratification. In other countries, especially in the United States of America, standards used for the same purposes are those developed and made available by the Institute of Electrical and Electronic Engineers identified as IEEE-80 and IEEE-81. Based on the established norms, the main characteristics of a grounding project are presented, highlighting the most important ones for analysis as a function of soil resistivity. The voltage values to which people can be exposed in a substation are calculated based on the resistivity values of the soil and the materials of the surface layer, and these are presented in both the Brazilian and the American standard. In addition to the tabulated values, an experiment was carried out on resistivity measurements including materials and sizes corresponding to those presented in the standards. The values of resistivity were analyzed in such a way that it was concluded that the normalized values can not be used as real values but rather approximate, because depending on the working power of the substation, minimum permissible exposure voltage values can be violated when the resistivity values Are overestimated or, on the contrary, when underestimated, entail the need for a larger grounding loop, influencing the final cost of the project.