Mini-Projeto · Terra e proteção contra descargas atmosféricas de uma pequena moradia com anexo
Contexto
Uma família vai habitar uma moradia de dois pisos com um anexo para arrumos e oficina, num terreno de que o proprietário fez medir a resistividade (ρ ≈ 90 Ω·m, valor fornecido pelo professor). A alimentação vem da rede pública de baixa tensão em regime TT. O projeto prevê um quadro geral na moradia e um subquadro no anexo, cobertura inclinada com telha na moradia e cobertura plana de 12 m × 8 m no anexo. A avaliação de risco do projeto determinou o nível de proteção III para o sistema de proteção contra descargas atmosféricas.
Pedem-te que executes e verifiques a instalação de terra e de proteção da moradia e do anexo, e que entregues um dossiê completo com os cálculos, o esquema, as decisões, os ensaios e uma reflexão. Trabalhas individualmente ou a pares, com a documentação fornecida pelo professor, os instrumentos de medida e o EPI estudados na UC. A atividade decorre num posto de trabalho de formação ou de oficina, com um quadro didático, e a medição de terra faz-se no terreno do centro, com autorização e acompanhamento do formador.
Requisitos
Funcionais
- Justificar o regime de neutro da instalação (TT) e explicar o que muda na proteção em relação a TN e a IT.
- Desenhar o esquema unifilar do quadro geral e do subquadro, com diferenciais, disjuntores, barra de terra e descarregador de sobretensões.
- Dimensionar o elétrodo de terra (tipo, número de elementos, comprimento) para uma resistência objetivo, e calcular a resistência esperada.
- Verificar a condição de proteção do TT (R_A × I_Δn ≤ U_L) para os diferenciais escolhidos.
- Determinar a secção do condutor de proteção de, pelo menos, um circuito pelo método de cálculo e pela tabela das RTIEBT, compará-los com o mínimo mecânico e adotar, por prudência didática, a maior.
- Definir o sistema de captação do anexo (malha) e o número de condutores de descida da moradia, com base nos parâmetros do nível III, e calcular uma distância de separação.
- Escolher o tipo de descarregador de sobretensões para o quadro geral e verificar o nível de proteção efetivo com o comprimento real das ligações.
- Medir, no mínimo, a continuidade de 3 condutores de proteção, a resistência de terra pelo método de queda de potencial e o tempo de disparo de um diferencial.
- Preencher um relatório de ensaios com valor medido, valor esperado ou limite, instrumento e decisão.
Não-funcionais
- Cálculos organizados, com fórmula, substituição e unidade em cada linha.
- Valores de tabelas e de normas obtidos da redação em vigor dos documentos indicados pelo professor (RTIEBT e série EN 62305), com a tabela ou o artigo identificados.
- Cumprimento das normas de segurança e saúde no trabalho e do procedimento de trabalho sem tensão, com EPI adequado.
- Instrumentos verificados antes de cada série de medições, com data de calibração registada.
- Reflexão final baseada nos dados reais recolhidos.
Fases
Fase 1 · Leitura do projeto e planeamento (1h) Ler o projeto fornecido, identificar o regime de neutro, o nível de proteção e as zonas da instalação. Listar materiais, ferramentas, instrumentos e EPI, e fazer o plano de segurança da intervenção.
Fase 2 · Regime de neutro e esquema unifilar (1h) Justificar o regime TT, desenhar o unifilar do quadro geral e do subquadro com a barra de terra e identificar o que cada diferencial protege.
Fase 3 · Elétrodo de terra e condutores (2h) Dimensionar o elétrodo para a resistência objetivo, calcular a resistência esperada, verificar a condição do TT e determinar a secção dos condutores de proteção e das ligações equipotenciais, pelos métodos estudados.
Fase 4 · Montagem e ligação do quadro (2h) No quadro didático, montar geral, diferencial e parciais, ligar a barra de terra, o condutor de terra e os condutores de proteção, e instalar o descarregador com ligações curtas. Etiquetar e atualizar o esquema.
Fase 5 · Sistema de captação e descidas (2h) Definir a malha do anexo, o número e a posição das descidas da moradia, a junta de ensaio e o sistema de terra do SPCDA, e calcular a distância de separação para um ponto crítico indicado.
Fase 6 · Ensaios e verificação (3h) Fazer o exame visual, medir continuidades, medir a resistência de terra no terreno, medir o tempo e a corrente de disparo de um diferencial e verificar o estado do descarregador. Registar tudo no relatório de ensaios.
Fase 7 · Dossiê, apresentação e reflexão (1h) Reunir cálculos, esquemas, fotografias e relatório num dossiê, apresentar à turma as decisões e analisar um ensaio que tenha dado resultado diferente do esperado.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Regime de neutro, leitura do projeto e esquema unifilar | 15% |
| Elétrodo de terra, condutores e verificação da condição do TT | 20% |
| Montagem e ligação do quadro, incluindo terra e descarregador | 15% |
| Sistema de captação, descidas e distância de separação | 15% |
| Ensaios, medições e relatório de ensaios | 20% |
| Segurança, EPI e organização do posto de trabalho | 10% |
| Dossiê, apresentação e reflexão | 5% |
Erros comuns
- Dar a terra por boa só pelo cálculo, sem medir o elétrodo.
- Aceitar a primeira leitura do telurímetro sem repetir com o elétrodo de potencial deslocado.
- Desligar o elétrodo da instalação e deixá-la em tensão durante a medição.
- Escolher a secção do condutor de proteção só pelo cálculo e esquecer de o comparar com a tabela e com o mínimo mecânico.
- Deixar cabos longos no descarregador, anulando a proteção.
- Colocar a terra do SPCDA separada da terra da instalação elétrica.
- Esquecer a junta de ensaio nas descidas.
- Usar o condutor verde-amarelo para outra função, ou intercalar nele um aparelho de corte.
- Registar apenas "conforme" em vez do valor medido.
- Trabalhar em exterior com trovoada a aproximar-se.
Bónus (opcional)
- Comparar a resistência do elétrodo calculada pelas fórmulas aproximadas com a medida, e discutir a diferença.
- Calcular a mesma malha de captação para o nível II e comparar o número de descidas e o comprimento de condutor.
- Propor um modelo próprio de etiqueta para o quadro, com o regime de neutro, a data dos ensaios e o valor de R_A.
- Medir a resistência de terra em duas épocas diferentes e analisar a variação sazonal.
Reflexão
No dossiê final, responde: qual das decisões deste projeto teve maior impacto na segurança das pessoas, e porquê? E se o terreno tivesse o dobro da resistividade, que alterações farias ao elétrodo, ao diferencial e ao descarregador, e como verificarias que continuavam a cumprir?