Normas Técnicas Medição de Campos Elétricos e Magnéticos

Medição de Campos
Eletromagnéticos
Técnicas de Medição, caracterização
de campos em ambientes industriais,
urbanos e residenciais
Athanasio Mpalantinos Neto
Luis Adriano de Melo Cabral Domingues
Carlos Ruy Nunez Barbosa
Departamento de Eletrotécnica
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica
Tópicos
• Contexto
• Normas Técnicas
• Instrumentação
• Medições no Setor Elétrico
• Medições em outros ambientes
• Conclusão
Tópicos
• Contexto
• Normas Técnicas
• Instrumentação
• Medições no Setor Elétrico
• Medições em outros ambientes
• Conclusão
Contexto
• Desde o final dos anos 70 as empresas do Setor Elétrico vêm
realizando medições de campos elétrico e magnético em LTs em
operação visando aferir seu desempenho.
• As metodologias de cálculo vêm sendo continuamente aprimoradas,
e validadas com aquelas medições.
• Com isso dispõe-se atualmente de uma ampla base tecnológica de
desempenho de LTs, havendo elevada confiança nos projetos
existentes.
Monitoração de Campo Elétrico - 1989
Desenvolvimentos e Modelagens
Técnicas de Medição - Validação
Ruído de fundo
300m
Lado Esquerdo
Declive
47,5m
A
B
C
Torre 374
Perfil +3
Perfil +2
Perfil +1
Perfil 0
Perfil -1
Perfil -2
Perfil -3
Torre 375
Lado Direito
10,0m 10,0m 10,0m 10,0m 10,0m 10,0m
170,8m
335,0m
LT Itaberá - Tijuco Preto - Torres T374/T375 - 765 kV
10
8
Campo elétrico (kV/m)
Perfil -3
Perfil -2
6
Perfil -1
Perfil 0
Perfil +1
4
Perfil +2
Perfil +3
2
0
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
Distância do eixo da LT (m)
20
30
40
50
Tópicos
• Contexto
• Normas Técnicas
• Instrumentação
• Medições no Setor Elétrico
• Medições em outros ambientes
• Conclusão
Normas Técnicas
NBR 5422/1985 – Coletânea de Normas de Linhas de Transmissão –
já definia nível de referência para valores de campo elétrico no limite
da faixa de passagem da Linha de Transmissão (5 kV/m).
Normas Técnicas
NBR 15415 – Métodos de medição e níveis de referência para
exposição a campos elétricos e magnéticos nas freqüências de 50
Hz e 60 Hz
• Aplicação: ao redor das instalações de geração, transmissão e
distribuição de energia elétrica acima de 1 kV.
Norma de referência indicada na Lei 11934.
Normas Técnicas
Níveis de Referência
• Os critérios para estabelecimento de níveis de referência de
CEM a exposição humana foram baseados na ICNIRP –
Comissão Internacional para Proteção Contra Radiações Não
Ionizantes – recomendados pela OMS.
• São definidos níveis para exposição a CEM no limite da faixa de
passagem da linha de transmissão, lado externo do perímetro da
Usina ou Subestação e limite de afastamento mínimo do circuito
de distribuição.
Normas Técnicas
Medição de Campos Elétricos e Magnéticos
• Definições teóricas
• Metodologia de Cálculo
• Especificação de Instrumentos
• Procedimentos e Critérios de Medição
• Indicação para apresentação de valores medidos e calculados
Tópicos
• Contexto
• Normas Técnicas
• Instrumentação
• Medições no Setor Elétrico
• Medições em outros ambientes
• Conclusão
Instrumentação
Medidores de campos elétricos e magnéticos portáteis
EFM 130 Electric and Magnetic
Field, da Electric Field
Measurements Co., composto de:
EFM 139 Multimeter Display
EFM 140 Magnetic Field Sensor
EFM 160 Electric Field Sensor
Instrumentação
Medidor de campos magnéticos portátil
Multi-Functional Field Measurement
Range: 0,1-3000 mG
(0,01-300 μT)
Resolution: 0,1 mG (0,01 μT)
Accuracy: ±1%
Frequency:
Broadband: 40-800 Hz
Harmonic: 100-800 Hz
Internal Memory: 512 kB
Instrumentação
Medidor de campos elétricos e magnéticos
Tópicos
• Contexto
• Normas Técnicas
• Instrumentação
• Medições no Setor Elétrico
• Medições em outros Ambientes
• Conclusão
Linha de Transmissão
LT 345 kV ( 2 Linhas ) Circuito Simples - Itumbiara - Bandeirantes I
Perfil de Campo Elétrico a 1m de altura e a 271m da torre T020
LT 230 kV Circuito Simples - Itumbiara - Rio Verde II
Perfil de Campo Magnético a 1m de altura e a 195m da torre T050
60,0
10
MÁXIMO-CALCULADO
VALORES MEDIDOS
9
MÁXIMO-MEDIDO
VALORES CALCULADOS
50,0
Campo Magnético (mG)
Campo Elétrico (kV/m)
8
7
6
5
.
..
4
3
40,0
30,0
20,0
2
10,0
1
0
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
Distância (m)
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
0,0
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
Distância (m)
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
Linha de Transmissão
Limites de exposição – Lei 11934
Níveis de referência
ICNIRP
E [kV/m]
B [mG]
Exposição ocupacional
8,33
4166
10000
Público em geral
4,16
833
2000
Medições no Sistema de Transmissão
Linhas de Transmissão – valores típicos de campo elétrico.
TENSÃO
(kV)
POTÊNCIA
(MVA)
CAMPO ELÉTRICO
(kV/m)
CAMPO MAGNÉTICO
(mG)
765
646,760
4,20
71,20
765
653,310
9,44
84,20
500
224,082
7,60
51,50
500
501,487
6,50
116,40
500
469,990
3,93
54,90
345
164,500
5,23
84,00
345
60,602
3,00
18,50
345
259,909
2,66
84,00
230
67,164
3,43
50,50
138
50,188
2,32
13,60
Medições no Sistema Elétrico
Medições realizadas pelo CEPEL em Linhas de Transmissão e
Subestações de Concessionárias do Setor Elétrico (2005).
CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS EM 60 Hz
Medições realizadas no Brasil
Total de medições compiladas = 3036
Campo Elétrico
Total de medições:
Atendem aos critérios de Atendem os valores
1947
projeto
recomendados pelo
ICNIRP
1939 - (99,6%)
1930 - (99%)
Campo Magnético
Total de medições:
Atendem aos critérios de Atendem os valores
1929
projeto
recomendados pelo
ICNIRP
1929 - (100%)
1929 – (100%)
Tópicos
• Contexto
• Normas Técnicas
• Instrumentação
• Medições no Setor Elétrico
• Medições em outros ambientes
• Conclusão
Ambientes de Medição
Medições de campo magnético realizadas pelo CEPEL em diversos
ambientes em comparação a Linha de Transmissão.
• Shopping Center
• Estação de Metrô
• Escritório
• Hospital
• Residências
• Linhas de transmissão: na faixa de 138 kV – 750 kV.
Hospital
• Corredores e salas de apoio à cirurgia
• Sala de cirurgia geral
• Sala de cirurgia oftalmológica
• Aparelho de Raio X, Microscópio
Hospital
Sala de Cirurgia Geral
6
5
MONITORES
ANESTESIA
BISTURI
4
1
LUMINÁRIAS
3
2
Hospital
Dosimetria – sala de cirurgia geral
Hospital
Hospital – síntese das medições
CAMPO MAGNÉTICO (mG)
LOCAL
MÍNIMO
MÉDIO
MÁXIMO
CENTRO CIRÚRGICO
Corredores e salas de apoio às salas cirúrgicas
0,42
7,41
54,10
Sala de cirurgia vazia
6,10
12,97
22,50
Sala de cirurgia geral
0,94
4,38
13,47
Aparelho de raio x da sala de cirurgia geral
0,25
7,44
13,75
Sala de cirurgia oftalmológica
0,49
1,32
9,74
Microscópio
0,62
1,59
3,96
Metrô
• Plataformas de acesso;
• Guichês;
• Subestação.
Metrô
Shopping Center
• Corredores;
• Ar condicionado;
• Subestação.
Shopping Center
Escritório
• Corredores;
• Ar condicionado;
• Copa;
• Salas.
TRAFO.
J122
5
J123
4
6
3
J124
J125
J126
J127
PERCURSO 1
1
2
J118
J116
J132
J130
J128
J129
AR COND.
XEROX
5
6
BANCADAS
LAB. PÚBLICO
COPA/
COZINHA
AR COND.
J111
J110
J107
7
4
3
2
J106
1
J105
J104
PERCURSO 2
8
J113
J114
J101
J102
SECRETARIA
J103
Escritório
Dosimetria – Percurso 2
Locais Públicos
Síntese das Medições
CAMPO MAGNÉTICO (mG)
LOCAL
MÍNIMO
MÉDIO
MÁXIMO
METRÔ RIO
Bilheteria e área de acesso às plataformas
0,14
0,70
1,93
Plataforma Via A
0,14
1,80
12,39
Plataforma Via B
0,31
4,22
42,50
Subestação [*]
0,72
51,02
296,00
Tunel de acesso à casa de bombas [*]
0,67
4,14
62,50
SHOPPING CENTER TIJUCA
Área de circulação do 3º andar
0,77
2,20
5,26
Praça de alimentação - 3º andar
0,26
1,01
2,39
Escada rolante - Acesso do 2º para o 3º andar
0,31
0,74
1,11
Área de circulação do 2º andar
0,36
1,53
4,54
ESCRITÓRIO
Percurso I
0,29
5,84
81,90 [*]
Percurso II
0,18
1,32
9,79 [*]
Residência
Residência
Síntese das Medições
APARELHO
CAMPO MAGNÉTICO (mG)
OBSERVAÇÕES
AMBIENTE
PRÓXIMO
NORMAL
AR CONDICIONADO
2,0
45,1
5,1
7500 BTU.
Medição na frente do aparelho.
Pessoa próxima ao aparelho aproximadamente a 1,00 / 1,50 metros.
TELEVISÃO
0,9
8,8
0,9
20 polegadas. Potência de 95 Watts.
Medição próximo a tela.
Pessoa sentada assistindo a TV aproximadamente a 1,50 metros da tela.
MICROONDAS
“STANDBY”
2,5
Painel - 70,0
Máximo - 100,1
2,5
Potência de 700 Watts.
Medição realizada com o aparelho desligado.
MICROONDAS
“LIGADO”
2,5
Painel - 524,0
Máximo - 590,4
27,0
FACA
ELÉTRICA
3,0
1217,6
1217,6
LIQUIDIFICADOR
3,0
536,0
36,0
BATEDEIRA
3,0
568,0
568,0
GELADEIRA
3,5
15,3
3,5
LAVA LOUÇA
3,5
1348,8
145,30
Potência de 160 Watts (sem uso da resistência).
Medições na frente e lateral do aparelho.
Medição na posição normal a 0,30 metros do aparelho.
SECADOR DE CABELO
0,8
1192,0
1192,0
Potência de 1800 Watts.
Medição na posição perto considerada como normal.
FERRO ELÉTRICO
3,0
168,7
168,7
Potência de 1000 Watts.
Medição na posição perto considerada como normal.
VENTILADOR
0,9
395,2
7,0
BARBEADOR ELÉTRICO
0,9
1113,6
1113,6
Potência de 700 Watts.
Medição na posição normal a 0,20 / 0,30 metros do aparelho.
Potência de 100 Watts.
Medição na posição perto considerada como normal.
Potência de 350 Watts.
Medição do máximo no entorno do mesmo.
Pessoa a uma distância de 0,20 / 0,30 metros do aparelho.
Potência de 200 Watts.
Medições na alça do aparelho.
Capacidade de 340 litros.
Medições na frente e lateral do aparelho, porta aberta e fechada.
Medição na posição normal a 0,20 / 0,30 metros do aparelho.
Potência de 40 Watts.
Medição do máximo no entorno do mesmo.
Medição na posição normal a 0,20 / 0,30 metros do aparelho.
Medição na posição perto considerada como normal.
Comparação de Ambientes
Quadro síntese ilustrativo
Tópicos
• Contexto
• Norma Técnicas
• Instrumentação
• Medições no Setor Elétrico
• Medições em outros ambientes
• Conclusão
Conclusões
• O Setor Elétrico bem antes da definição da Lei 11934 vem realizando
medições de campos elétricos e magnéticos em suas instalações;
• Estas medições ocorrem tanto no sentido de proteger o trabalhador
quanto o público em geral;
• O CEPEL vem realizando medições de campo elétricos e magnéticos
para as concessionárias do Setor Elétrico e também para validar seu
programas & modelagens computacionais;
• O valores de campos elétrico e magnético que estão presentes nos
ambientes industriais, urbanos e residenciais muitas vezes são
superiores aos encontrados na vizinhança das instalações do Setor
Elétrico;
Muito obrigado a todos
pela atenção.
Carlos Ruy Nunez Barbosa
[email protected]