O projeto do sistema de aterramento de uma subestação é realizado usando como parâmetro as normas IEEE 80 e NBR 15751 para a condição de falta para a terra e envolve o dimensionamento do condutor da malha, para suportar os esforços térmicos decorrentes da circulação de correntes de curto-circuito, e o estabelecimento de uma geometria de malha adequada para o controle dos potenciais de passo e toque, causados pelo processo de dissipação da malha para o solo de parte ou de toda a corrente de falta.
A etapa inicial do dimensionamento de uma malha de aterramento consiste na seleção de uma geometria básica, que deve considerar a delimitação da área da SE a ser abrangida pela malha e o arranjo inicial dos condutores. A área a ser abrangida pela malha deve incluir no mínimo o pátio da SE. Uma vez escolhida a área a ser abrangida pela malha, cumpre determinar uma configuração inicial para o lançamento dos eletrodos que a constituirão. O critério de definição da geometria inicial da malha deve levar em consideração a distribuição dos equipamentos e edificações existentes no interior da área em questão, bem como o modelo de solo (já previamente determinado).
Dimensionamento Térmico
O condutor deve ter uma seção (S) capaz de suportar a circulação de uma corrente máxima (If) durante um tempo (t) em que a temperatura se eleve acima de um valor-limite suportável (Tm), considerando uma temperatura ambiente (Ta) e que toda energia térmica fi ca retida no condutor devido a pequena duração da corrente de curto. A equação de Onderdonk, que permite o cálculo e o dimensionamento.
Cálculo das Tensões Permissíveis - Para um sistema de aterramento ser considerado seguro para qualquer condição de defeito, é necessário estabelecer os valores máximos permissíveis para as tensões de passo e toque. Os potenciais toleráveis de passo e de toque são estabelecidos em função do tempo de eliminação do defeito (t) e da resistividade da camada superficial do solo.
Deve ser verificada a necessidade do estabelecimento de níveis de suportabilidade diferenciados para diversas áreas no interior e na periferia das instalações, face à existência de diferentes tipos de cobertura do solo (natural, brita, concreto, asfalto etc.). O tempo t deve ser escolhido de forma conservativa, de acordo com a fi losofi a de proteção adotada e com as características dos equipamentos de proteção utilizados. Devem ser considerados dois casos:
- a) defeitos com duração determinada pelo sistema de proteção; a corrente permissível pelo corpo humano (Ichcd) é dada pela equação [6] de 7.2;
- b) defeitos de longa duração que não sensibilizam os dispositivos de proteção; a corrente permissível pelo corpo humano (Ichld) é dada pela Tabela 4.
