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NORMA BRASILEIRA
ABNT NBR
25415 Primeira edição 19.07.2016
O C SI A
N
C
Métodos de medição e níveis de referência para exposição a campos elétricos e magnéticos na frequência de 50 Hz e 60 Hz R
IC
A
D
O
S
Ã
O
F
R
Measurement methods and reference levels for exposure to 50 Hz and 60 Hz electric and magnetic elds E
L
É
T O R ID H IA C F S E H C e d o iv s lu c x e o s u e d 2 5: 2 :0 7 1 8 1 0 2/ 5 0/ 2 0 m e o d ra e g o ã s s re p im e d o vi u qr A
ICS 33.100.01
ISBN 978-85-07-06397-1
Número de referência
ABNT NBR 25415:2016 25415:2016 55 páginas
© ABNT 2016
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O C SI C N A R F O Ã S O D A IC R T É L E O R ID H IA C F S E H C e d o iv s lu c x e o s u e d 2 5: 2 :0 7 1 8 1 0 2/ 5 0/ 2 0 m e o d ra e g o ã re
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© ABNT 2016 p d
Todos os direitos reservados. A menos menos que especicado de outro modo, nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia e microlme, sem permissão por vi
escrito da ABNT. A
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ABNT
Av.Treze Av .Treze de Maio, 13 - 28º andar 20031-901 - Rio de Janeiro - RJ
Tel.: + 55 21 3974-2300 Fax: + 55 21 3974-2346
[email protected] www.abnt.org.br
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Sumário
Página
Prefácio ...............................................................................................................................................vi Escopo .................................. .................................... .................................... ...................... 1
2
Referências normativas .................................. ................................... ................................ 2
3
Termos e denições ..........................................................................................................2
C
4
Símbolos ................................ .................................... .................................... ..................... 8
C
5
Critérios para estabelecimento de valores de referência.............................................10
R
5.1
Restrição básica ................................. .................................... ................................... ......10
Ã
O
5.2
Nível de restrição básica ................................. .................................... ............................ 10
O
5.3
Modelagem matemática ................................... ................................... ............................. 11
A
6
Níveis de referência .................................. .................................... ................................... 11
R
7
Medição de campos magnéticos alternados ................................. ................................ 13
7.1
Especicações dos instrumentos .................................................................................13
R
7.1.1
Incerteza dos instrumentos (Exatidão) .................................... ................................... ...13
H
7.1.2
Escala de magnitude.................................. ................................... ................................... 13
-
C
7.1.3
Banda passante ................................... .................................... ................................... ......13
E
S
7.1.4
Faixas de operação de temperatura e de umidade .................................... ................... 14
C
7.1.5
Fontes de potência .................................... .................................... ................................... 14
7.1.6
Legibilidade da escala ............................... .................................... .................................. 14
lu
7.1.7
Dimensões do instrumento .............................................................................................14
e
7.1.8
Compatibilidade eletromagnética ................................ .................................... ............... 15
e
7.1.9
Fator de pico .................................. .................................... .................................... ...........16
5:
2
7.1.10
Durabilidade .................................... ................................... .................................... ...........17
7
:0
7.1.11
Peso .............................. .................................... .................................... ............................. 17
1
8
7.2
Calibração ................................ .................................... .................................... ................ 17
5
2/
7.3
Incerteza da medição .................................. .................................... ................................ 17
2
7.4
Registrando e reportando os resultados de medições ................................................18
7.5
Procedimento de medição .................................. .................................... ......................... 19
7.5.1
Generalidades ................................... ................................... .................................... .........19
7.5.2
Medição da exposição humana ................................ .................................... .................. 20
7.5.3
Critérios de medição .................................... ................................... ................................ 20
im
8
Medição de campos elétricos alternados ................................... ................................... 21
d
8.1
Especicações de instrumentos ....................................................................................21
8.1.1
Incerteza dos instrumentos ................................ .................................... ......................... 21
8.1.2
Escala de magnitude........................................................................................................21
8.1.3
Banda passante ................................ .................................... ................................... .........21
8.1.4
Variações de temperatura e umidade na operação.................................. ..................... 21
8.1.5
Fontes de potência ................................. .................................... ................................... ...22
8.1.6
Legibilidade da escala .................................. .................................... ............................... 22
8.1.7
Dimensões do instrumento .............................................................................................22
8.1.8
Compatibilidade eletromagnética – Campo magnético na frequência industrial ...... 22
8.1.9
Durabilidade ................................. ................................... .................................... .............. 22
A
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u
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s
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Peso ................................. ................................... .................................... ........................... 22
8.2
Calibração ................................... ................................... .................................... .............. 22
8.3
Incerteza da medição ............................... ................................... .................................... 23
8.4
Registrando e reportando os resultados de medições ................................................23
8.5
Procedimento de medição...............................................................................................24
8.5.1
Generalidades...................................................................................................................24
C
8.5.2
Medindo a exposição humana .............................. .................................... ...................... 24
N
C
8.5.3
Critérios de medição ................................ .................................... ................................... 25
R
Anexo A (informativo) Características gerais de campos elétricos e magnéticos .......................26 O
Anexo B (informativo) Medidores de densidade de uxo magnético (medidores de campo S
Ã
F
A
SI
O
8.1.10
O
magnético) – Instruções para medições ........................................................................29 A
D
B.1
Características gerais de medidores de campo magnético ................................... ......29
T
B.2
Teoria de operação (bobinas) ............................... .................................... ...................... 30
B.3
Metas e métodos de medição ............................... .................................... ..................... 32
R
O
E
L
É
R
IC
Anexo C (informativo) Medidores de intensidade de campo elétrico (medidores de campo H
ID
elétrico) – Instruções para medições .............................................................................40 -
C
IA
C.1
Características gerais dos medidores de campo elétrico ............................... ............. 40
C.2
Teoria de operação .................................... .................................... ................................... 40
e
C.2.1
Medidores de espaço livre .............................. .................................... ............................ 40
o
C.2.2
Medidores de referência de terra ................................. .................................... ............... 42
C.2.3
Medidores eletro-ópticos ................................. .................................... ............................ 43
s
C.3
Metas e métodos de medição ............................... .................................... ..................... 44
Anexo D (informativo) Instrumentação de medição de campo magnético estático .....................49 5:
2
d
e
Anexo E (informativo) Unidades ........................................................................................................50
e
m
0
2
0/
5
2/
0
1
8
1
7
:0
2
u
o
e
x
c
lu
s
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C
H
E
S
F
E.1
Unidades .................................. ................................... .................................... .................. 50
E.2
Unidades .................................. ................................... .................................... .................. 50
E.3
Constantes úteis da física ............................... .................................... ........................... 50
E.4
Relação entre unidades .................................... .................................... ........................... 50
Bibliograa .........................................................................................................................................51 d
o ra e g s
ã
o
Figuras p
Figura A.1 – Amplitudes de campo magnético oscilante e girante para os casos de polarização e
elíptica, polarização linear e polarização circular .........................................................27
im
re
s
vi
o
d
Figura A.2 – Campo magnético para corrente de condutores retos e circulares .......................28 A
Figura B.1 – Vista esquemática do medidor simples de campo magnético com sonda
qr
u
do tipo bobina ...................................................................................................................37 Figura B.2 – Circuito equivalente aproximado de uma bobina de sonda quando conectada ao detector .....................................................................................................37 Figura B.3 – Pontos de dispersão mostrando o campo magnético no centro de um quarto em relação a outros pontos no mesmo local em salas e cozinhas durante o mapeamento de 77 casas, conforme [67] ......................................................................38 Figura B.4 – Medições por 24 h do campo magnético no centro de um quarto .........................39
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Figura C.1 – Arranjo experimental que pode ser usado para determinar os efeitos de proximidade do observador ............................................................................................47 Figura C.2 — Geometrias do medidor de espaço livre de eixo único ..........................................47 Figura C.3 – Projetos de sondas planas usadas em medidores de campo elétrico de referência de terra .......................................................................................................48 Figura C.4 – Sonda para medidor de campo elétrico de efeito Pockels ......................................48 O C SI N
C
Tabelas F
R
A
Tabela 1 – Níveis de referência em valor ecaz de exposição S
Ã
O
a campos elétricos e magnéticos .................................. ................................... .............. 11 D
O
Tabela 2 – Níveis de referência em valor ecaz de exposição a campos elétricos IC
A
e magnéticos para o público em geral, em função da frequência da componente de É
T
R
campo ................................................................................................................................12 O
Tabela 3 – Limites de distúrbio de tensão nos terminais da rede elétrica ................................... 16 ID
R
E
L
H IA C F S E H C e d o iv s lu c x e o s u e d 2 5: 2 :0 7 1 8 1 0 2/ 5 0/ 2 0 m e o d ra e g o ã s s re p im e d o vi u qr A
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Prefácio
C
O
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas pelas partes interessadas no tema objeto da normalização. C
SI
Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2. A
N F
R
A ABNT chama a atenção para que, apesar de ter sido solicitada manifestação sobre eventuais direitos de patentes durante a Consulta Nacional, estes podem ocorrer e devem ser comunicados à ABNT a qualquer momento (Lei nº 9.279, de 14 de maio de 1996). A
D
O
S
Ã
O
R
IC
Ressalta-se que Normas Brasileiras podem ser objeto de citação em Regulamentos Técnicos. Nestes casos, os Órgãos responsáveis pelos Regulamentos Técnicos podem determinar outras datas para exigência dos requisitos desta Norma. IA
H
ID
R
O
E
L
É
T
A ABNT NBR 25415 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-003), pela Comissão de Estudo de Compatibilidade Eletromagnética – Fenômenos de Baixa Frequência (CE-003:077.001). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 06, de 01.06.2016 a 06.07.2016. H
E
S
F
-
C
e
C
O Escopo em inglês desta Norma Brasileira é o seguinte: iv
o
d s lu c e
x
Scope u
s
o d
e
This Standard establishes measurement methods and reference levels for exposure to electric and magnetic elds of 50 Hz and 60 Hz for the general public, around the installations of generation, transmission and distribution of electric energy above 1 kV. 8
1
7
:0
2
5:
2
2/
0
1
NOTE The reference values for occupational population in work environments are not part of the scope of this Standard. These values are dened in the regulatory norms of the Ministry of labour.
A
qr
u
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o
d
e
im
p
re
s
s
ã
o
g
e
ra
d
o
e
m
0
2
0/
5
This Standard provides a guide to the measurement of the effective values of the permanent state of electrical and magnetic elds almost static have frequency components 50 Hz and 60 Hz. Sources of almost static elds include devices that operate in the frequencies, producing industrial elds in these frequencies and their harmonics. Magnitude limits covered by this Standard are 100 nT to 100 mT and 1 V/m to 50 kV/m to magnetic elds and electric elds, respectively. When measurements outside those limits are held, most of the provisions, of this Standard still applies, but some provisions, such as specication of the uncertainty and the calibration procedure, may need modications. In particular, this Standard: a)
denes the terminology;
b)
identies the meter specication requirements of eld;
c)
species the requirements for the instrumentation uncertainty;
d)
species the general characteristics of the elds;
e)
species the operating principles of instrumentation;
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f)
species the methods of measurement.
Sources of uncertainty during the calibration and measurement are also identied, and a guide is provided as to how they should be combined in order to determine the total uncertainty of the measurement. With respect to the measurement of electric eld, this Standard considers only the measurement of the electric eld intensity undisturbed in a point in space (the electric eld before the introduction of the eld meter and operator). SI
C
O
This Standard applies to all installations of generation, transmission and distribution of electric power operated on 50 Hz frequency or 60 Hz, set according to ABNT NBR 5460, involving: A
N
C R
A
D
O
S
Ã
O
F
a)
the electricity-generating plants);
b)
substations;
L
É
T
R
c)
electric power transmission lines;
d)
electrical distribution circuits above 1 kV.
IC
ID
R
O
E
H IA C F S E H C e d o iv s lu c x e o s u e d 2 5: 2 :0 7 1 8 1 0 2/ 5 0/ 2 0 m e o d ra e g o ã s s re p im e d o vi u qr A
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vii
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0
2
0/
5
2/
0
1
8
1
7
:0
2
5:
2
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e
x
c
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s
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e
C
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-
C
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H
ID
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Métodos de medição e níveis de referência para exposição a campos elétricos e magnéticos na frequência de 50 Hz e 60 Hz
C
O
1 Escopo Esta Norma estabelece a metodologia de medição e níveis de referência para exposição a campos elétricos e magnéticos de 50 Hz e 60 Hz para o público geral, ao redor das instalações de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica acima de 1 kV. F
R
A
N
C
SI
Ã
O
NOTA Os valores de referência para a população ocupacional nos ambientes de trabalho são denidos em outros documentos legais. IC
A
D
O
S
Esta Norma fornece um guia para medição dos valores ecazes do estado permanente de campos elétricos e magnéticos quase estáticos que têm componentes de frequência de 50 Hz e 60 Hz. Fontes de campos quase estáticos incluem dispositivos que operam nas frequências industriais, produzindo campos nessas frequências e suas harmônicas. Os limites de magnitude abordados por esta Norma são de 100 nT a 100 mT e 1 V/m a 50 kV/m para campos magnéticos e campos elétricos, respectivamente. Quando medições fora desses limites são realizadas, a maioria das provisões desta Norma ainda se aplica, porém algumas provisões, como especicação da incerteza e o procedimento de calibração, podem precisar de modicações. Em especial, esta Norma: e
C
H
E
S
F
-
C
IA
H
ID
R
O
E
L
É
T
R
o
d
a) dene a terminologia; x
c
lu
s
iv
b) identica os requisitos de especicação do medidor de campo; s
o
e e
u
c) especica os requisitos aplicáveis à incerteza da instrumentação; 2
d :0
2
5:
d) especica as características gerais dos campos; 1
8
1
7
e) especica os princípios operacionais da instrumentação; 2
0/
5
2/
0
f) m
0
especica os métodos de medição.
o
e
As fontes de incerteza durante a calibração e a medição também são identicadas, e um guia é fornecido a respeito de como devem ser combinadas, a m de determinar a incerteza total da medição. Com respeito à medição de campo elétrico, esta Norma considera apenas a medição da intensidade do campo elétrico não perturbado em um ponto no espaço (o campo elétrico antes da introdução do medidor de campo e do operador). e
im
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g
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A
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d
Esta Norma aplica-se a todas as instalações de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica operadas na frequência de 50 Hz ou 60 Hz, denida conforme a ABNT NBR 5460, envolvendo: a) usinas geradoras de energia elétrica; b) subestações de energia elétrica; c) linhas de transmissão de energia elétrica; d) circuitos de distribuição de energia elétrica acima de 1 kV.
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2 Referências normativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicamse as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas). ABNT NBR 5460, Sistemas elétricos de potência C
O
ABNT NBR IEC CISPR 11:2012, Equipamentos industriais, cientícos e médicos – Características das N
perturbações de radiofrequência – Limites e métodos de medição A
C
SI
F
R
ABNT NBR IEC 61000-4-2, Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 4-2: Ensaios e técnicas S
Ã
O
de medição – Ensaio de imunidade de descarga eletrostática O A
D
ABNT NBR IEC 61000-4-3, Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 4-3: Ensaios e técnicas T
R
IC
de medição – Ensaio de imunidade a campos eletromagnéticos de radiofrequências irradiados L
É O
E
ABNT NBR IEC 61000-4-4, Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 4-4: Ensaios e técnicas ID
R
de medição – Ensaio de imunidade a transiente elétrico rápido/salva H C
IA
ABNT NBR IEC 61000-4-6, Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 4-6: Técnicas de medição S
F
-
e ensaio – Imunidade à perturbação conduzida, induzida por campos de radiofrequência e
C
H
E
IEC 61000-3-2, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 3-2: Limits – Limits for harmonic current iv
emissions (equipment input current ≤ 16 A per phase) lu
s
o
d
e
x
c
IEC 61000-4-8, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-8: Testing and measurement techniques u
s
o
– Power frequency magnetic eld immunity test e 5:
2
d
IEC 61786-1:2013, Measurement of DC magnetic, AC magnetic and AC electric elds from 1 Hz to 7
100 kHz with regard to exposure of human beings – Part 1: Requirements for measuring instruments 1
:0
2 8 1 0 0/
5
2/
3 Termos e denições e
m
0
2
Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e denições. d
o e
ra
NOTA A ABNT NBR ISO 1000 possui informações complementares referentes às denições que se aplicam a esta Norma. s
s
ã
o
g
im
p
re
3.1 banda passante para circuitos e sistemas A
qr
u
vi
o
d
e
banda de frequências que passa por um ltro com uma pequena atenuação (relativamente a outras bandas de frequência fortemente atenuadas) 3.2 banda passante para transmissão de dados
faixa de espectro de frequência que pode passar com uma baixa atenuação 3.3 bobina de indução
sensor da densidade do uxo magnético compreendido por uma bobina que produz uma tensão induzida proporcional à derivada no tempo de um campo magnético 2
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NOTA 1 Visto que a tensão induzida é proporcional à derivada no tempo da densidade do uxo magnético, o circuito detector do sensor necessita de um estágio integrador para recuperar a forma de onda da densidade do uxo magnético. NOTA 2 Este sensor também pode ser usado para medir a densidade do uxo magnético estático (corrente contínua) se estiver em rotação. C
3.4 campo elétrico resultante C
campo elétrico fornecido pela equação a seguir: A
N
SI
O
R O
F
E R S
Ã
=
2 E x
+ E y2 + E z2
(1)
O A
D
onde IC É
T
R
E x, E y e E z são os valores ecazes das três componentes ortogonais de campo, expressos em E
L
volts por metro (V/m).
O H
ID
R
O campo elétrico resultante também pode ser fornecido pela equação a seguir: IA C S
F
-
E R H
E
=
2 E máx.
2 + E mín.
(2)
C d
e
onde s
iv
o
x
c
lu
é o campo elétrico resultante, expresso em volts por metro (V/m);
E R o
e u
s
E máx.e E mín. são valores ecazes do campo elétrico no semieixo maior e do semieixo menor da d
e
elipse, respectivamente, expressos em volts por metro (V/m)
2 5: 7
:0
2
NOTA 1
A resultante E R é sempre ≥ E máx.. Se o campo elétrico for linearmente polarizado, E mín. = 0 e E R = E mín. . Se o campo elétrico for circularmente polarizado, E máx. = E mín. e E R ≈ 1,4E máx.. 0/
5
2/
0
1
8
1
NOTA 2 A denição de “intensidade ecaz de campo”, especicada na CENELEC ENV 50166-1, é equivalente ao campo magnético resultante ou campo elétrico resultante, dependendo da situação. d
o
e
m
0
2
NOTA 3 Para sistemas polifásicos, o campo elétrico resultante pode ser aproximado de forma conservativa pelas Equações 1 e 5, uma vez que os ângulos de fase das componentes no momento da medição não são conhecidos. Para sistemas monofásicos, esta equação fornece o valor correto do campo resultante. s
s
ã
o
g
e
ra
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p
re
3.5 campo magnético resultante vi
o
d
e
o campo magnético resultante é fornecido pela equação a seguir: qr
u A
BR
=
2
Bx
+ B y2 + Bz2
(3)
onde Bx, By e Bz são os valores ecazes das três componentes ortogonais de campo, expressos
em tesla (T).
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3
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O campo magnético resultante também é fornecido pela equação: BR
=
2 máx.
B
(4)
2 + Bmín.
onde Bmáx. e Bmín. são os valores ecazes do semieixo maior e do semieixo menor do campo magnético
elíptico, respectivamente, expressos em tesla (T).
O C
SI
C
NOTA 1
A resultante BR é sempre ≥ Bmáx.. Se o campo magnético for linearmente polarizado, Bmín. = 0 e BR = Bmáx.. Se o campo magnético for circularmente polarizado, Bmáx. = Bmín. e BR ≈ 1,41Bmáx. Ã
O
F
R
A
N
NOTA 2 A denição de “intensidade ecaz de campo”, especicada em CENELEC ENV 50166-1, é equivalente ao campo magnético resultante ou campo elétrico resultante, dependendo da situação. D
O
S
IC
A
NOTA 3 Para sistemas polifásicos, o campo magnético resultante pode ser aproximado de forma conservativa pelas Equações 2 e 3, uma vez que não se conhecem os ângulos de fa se das componentes no momento da medição. Para sistemas monofásicos, essa equação fornece o valor correto do campo resultante. O
E
L
É
T
R
ID
R
3.6 campo perturbado -
C
IA
H
campo que é modicado em magnitude ou direção, ou ambos, pela introdução de um objeto S
F H
E
NOTA O campo elétrico na superfície do objeto é, geralmente, fortemente perturbado pela presença de um outro objeto. Nas frequências industriais, a densidade do uxo magnético não é, em geral, muito perturbada pela presença de objetos que estão livres de materiais magnéticos. Exceções são feitas para regiões próximas da superfície de condutores elétricos espessos e regiões distantes de condutores espessos, se o condutor estiver próximo da origem de um campo magnético. As perturbações nestes casos resulta m da oposição de campos magnéticos produzida por correntes de Foucault nos condutores. e
u
s
o
e
x
c
lu
s
iv
o
d
e
C
5:
2
d
3.7 campo não perturbado 1
7
:0
2
campo que existiria sem a presença de pessoas ou objetos móveis 0
1
8 5
2/
3.8 campo quase estático e
m
0
2
0/
campo que satisfaz à condição d
o ra e g
f o ã s
〈〈
c
(5)
l
s im
p
re
onde e d o vi
f u qr A
é a frequência do campo, expressa em hertz (Hz);
c é a velocidade da luz, expressa em metros por segundo (m/s); l
é a dimensão característica de uma medida geométrica, por exemplo, a distância entre a fonte do campo e o ponto de medição, expressa em metros (m).
NOTA Os campos magnéticos e elétricos das frequências industriais próximos às instalações elétricas são exemplos de campos quase estáticos.
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3.9 detector de média reticada (calibrado em valor ecaz) (ver 3.10)
circuito detector que retica o sinal da sonda e é calibrado para fornecer o valor ecaz correto de um campo senoidal em uma dada frequência
SI
C
O
NOTA Se houver harmônicas no campo, um medidor com um detector de média reticada (ecaz) não indica o seu verdadeiro valor ecaz, se o sinal da sonda for proporcional à derivada no tempo. Se o detector contiver um estágio de integração, o erro é reduzido. O erro também é uma função da relação de fase entre as componentes harmônica e fundamental (ver [40], [66])1. C A
N
3.10 detector de valor ecaz verdadeiro (ver 3.9) Ã
O
F
R
detector que contém um componente de circuito que faz a operação matemática para um sinal periódico v (t ), onde T é o período do sinal A
D
O
S
IC R T É L
E E
1
=
T
O R H
ID
(6)
T
∫ [v (t )]
2
dt
0
onde C
IA F S E
E
é a intensidade de campo, expressa em volts por metro (V/m);
T
é o período do sinal periódico, em ciclos;
t
é o tempo, expresso em segundos (s);
H C e d o iv s lu c x e o
v (t ) é o sinal elétrico periódico. s u 2
d
e
NOTA 1 Se v(t) for proporcional à derivada do tempo do campo, o circuito detector também requer um estágio inicial de integração para a operação adequada, a m de recuperar a forma de onda da densidade do uxo magnético [30], [66]. Esse tipo de detector fornece o valor ecaz verdadeiro de um campo contendo harmônicas, uma vez que a resposta em frequência do detector é plana na faixa de frequência de interesse. 0/
5
2/
0
1
8
1
7
:0
2
5:
NOTA 2 Se níveis signicativos de harmônicas estiverem presentes em v(t), recomenda-se dar atenção particular à possibilidade de efeitos de saturação do amplicador, se a integração seguir um ou mais estágios de amplicação. d
o
e
m
0
2
g
e
ra
3.11 diafonia re
s
s
ã
o
ruído ou sinal parasita gerado por sinais alternados ou sinais tipo pulso em circuitos adjacentes d
e
im
p
u
3.12 fator de abrangência A
fator numérico usado como multiplicador da incerteza-padrão total, a m de obter uma incerteza expandida
qr
vi
o
NOTA Para uma quantidade z determinada por uma distribuição normal com esperança matemática µ z e desvio-padrão σ , o intervalo µ z ± k σ abrange 68,27 %, 95,45 % e 9 9,73 % da distribuição para o fator de abrangência k = 1, 2, e 3, respectivamente.
1
Número entre colchetes se refere a bibliograa.
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3.13 fator de correção
fator numérico pelo qual o resultado incorreto de uma medição é multiplicado, a m de compensar um erro conhecido NOTA Sabendo que o erro nem sempre é determinado perfeitamente, a compensação pode não ser completa. C
O
N
3.14 fator de crista R
relação do valor da crista da onda (pico, máximo) com o de seu valor ecaz para funções periódicas F
A
C
SI
S
Ã
O
D
3.15 fator de escala IC
fator pelo qual a leitura do instrumento é multiplicada para se obter o valor da entrada R
A
O
L
É
T
3.16 incerteza da medição ID
R
O
E
parâmetro que, associado com o resultado de uma medição, caracteriza a dispersão dos valores que poderiam ser razoavelmente atribuídos à medição C
IA
H
F
-
NOTA A incerteza da medição geralmente compreende muitos componentes. Alguns destes componentes podem ser estimados baseados em uma distribu ição estatística, de uma série de resultados de medição , que pode ser caracterizada por desvios-padrões experimentais. Estimativas de outros componentes podem ser baseadas na experiência ou outra informação. s
iv
o
d
e
C
H
E
S
x
c
lu
3.17 incerteza-padrão e
u
s
o
e
incerteza do resultado de uma medição expressa como um desvio-padrão 2
d :0
2
5:
3.18 magnetômetro de núcleo saturável 1
8
1
7
instrumento desenvolvido para medir campos magnéticos por meio do uso das características magnéticas não lineares de uma sonda ou elemento sensitivo que possui núcleo ferromagnético 2
0/
5
2/
0
m
0
3.19 medição pontual (medição em um ponto em um dado instante de tempo) e
ra
d
o
e
medição que é feita em um dado instante e em um dado ponto no espaço, que não fornece informações sobre as variações temporais ou espaciais do campo s
s
ã
o
g
p
re
3.20 medidor da densidade do uxo magnético A
qr
u
vi
o
d
e
im
medidor desenvolvido para medir a densidade do uxo magnético, de baixo peso, operado por bateria, que fornece uma leitura em tempo real e pode ser convenientemente segurado pela mão, a m de fazer um mapeamento em diferentes localizações. Os medidores de campos magnéticos consistem em duas partes: a sonda ou elemento campo-sensor e um detector que processa o sinal da sonda e indica o valor ecaz do campo magnético em mostrador analógico ou digital NOTA Diferentes tipos de medidores são usados para a mesma função, como medidores de campo com sondas indutivas (bobinas), medidores com sondas de efeito Hall, medidores que combinam duas bobinas com um núcleo ferromagnético como em um magnetômetro de núcleo saturável.
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3.21 medidor de espaço livre
medidor que mede a intensidade do campo elétrico em um ponto acima do solo, suspenso no espaço sem um contato condutivo ligado à terra
O
F
R
A
N
C
SI
C
O
NOTA Medidores de espaço livre são comumente construídos para medir a corrente elétrica induzida entre duas partes isoladas de um corpo condutor. Sabendo que a corrente elétrica induzida é proporcional à derivada no tempo da intensidade de campo elétrico, o circuito do detector do medidor contém frequentem ente um estágio integrador com a nalidade de recuperar a forma de onda da intensidade de um campo elétrico. A corrente da onda integrada também coincide com a corrente recarregada induzida. O estágio de integração é também desejado, particularmente para a medição dos campos elétricos harmônicos, pe lo fato dele eliminar a carga excessiva das componentes harmônicas no sinal da corrente induzida. S
Ã
3.22 medidor de intensidade do campo elétrico alternado IC
A
D
O
instrumento projetado para medir campos elétricos alternados. Três tipos de medidor de intensidade de campo elétrico estão disponíveis: medidor de espaço livre, medidor de referência de terra e medidor eletro-óptico O
E
L
É
T
R
ID
R
NOTA Os medidores de campo elétrico consistem em duas partes: a sonda ou elemento sensível de campo, e um detector que processa o sinal da sonda e indica o valor ecaz do campo elétrico por meio de um mostrador analógico ou digital. F
-
C
IA
H
H
E
S
3.23 medidor de referência de terra o
d
e
C
medidor que mede o campo elétrico na superfície do solo ou próximo dela, frequentemente usado para medir a corrente induzida ou a oscilação da carga entre um eletrodo isolado e o solo. O eletrodo isolado é geralmente uma placa localizada no mesmo nível ou um pouco abaixo da superfície do solo. Estes medidores frequentemente contêm um circuito integrador para compensar a relação da derivada entre a corrente induzida e o campo elétrico :0
2
5:
2
d
e
u
s
o
e
x
c
lu
s
iv
3.24 medidor eletro-óptico 0
1
8
1
7
medidor que mede a intensidade do campo elétrico por meio de mudanças na transmissão da luz por meio de uma bra ou cristal sob o efeito do campo elétrico 2
0/
5
2/
m
0
NOTA Enquanto vários métodos eletro-ópticos podem ser usados para medir campos elétricos, por exemplo, o efeito Pockels, o efeito Kerr e técnicas interferométricas, esta Norma considera apenas medidores de campo eletro-óptico que utilizam o efeito Pockels. g
e
ra
d
o
e
s
ã
o
3.25 nível de referência im
p
re
s
níveis de campo elétrico e magnético variáveis no tempo, estabelecidos a partir das restrições básicas, considerando um fator de segurança, que asseguram o atendimento destas restrições u
vi
o
d
e
A
qr
3.26 população ocupacional
prossionais treinados que no exercício de suas atividades relacionadas à geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, estão expostos às condições preestabelecidas 3.27 público em geral
conjunto constituído pelas pessoas que compõem a população de um dado local, região ou cidade, independentemente da faixa etária, que podem ou não estar expostas aos campos elétricos e magné ticos, exceto população ocupacional © ABNT 2016 - Todos os direitos reservados
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3.28 resposta em frequência
resposta (leitura) de um medidor de campo com um campo de amplitude constante, porém com dife rentes frequências 3.29 restrição básica
níveis de densidade de corrente induzida no corpo humano pela exposição aos campos elétricos e magnéticos variáveis no tempo, a partir dos quais podem ocorrer efeitos diretos na saúde C
SI
C
O
A
N
3.30 sonda de efeito Hall Ã
O
F
R
sensor de densidade de uxo magnético contendo um elemento que utiliza o efeito Hall para produzir uma tensão proporcional à densidade do uxo magnético IC
A
D
O
S
NOTA Sondas de efeito Hall respondem às densidades de uxos magnéticos estáticos ou variantes no tempo. Elas têm sido raramente usadas para medir campos magnéticos de linhas de corrente alternada, em razão de sua sensibilidade limitada e de problemas de saturação encontrados quando se tenta medir induções magnéticas de baixa intensidade à frequência industrial em presença de um campo geomagnético estático de intensidade apreciável. -
C
IA
H
ID
R
O
E
L
É
T
R
3.31 valor ecaz máximo de campo elétrico (campo elétrico máximo) H
E
S
F
valor da medição de campos elétricos quase estáticos elipticamente polarizados. Em um dado ponto, é o valor da raiz média quadrática (ecaz) do semieixo maior da elipse do campo elétrico iv
o
d
e
C
lu
s
3.32 valor ecaz máximo de campo magnético (campo magnético máximo) s
o
e
x
c
valor da medição de campos magnéticos quase estáticos elipticamente polarizados. Em um dado ponto, é o valor da raiz média quadrática (ecaz) do semieixo maior da elipse do campo magnético 5:
2
d
e
u
2 :0 8
1
7
4 Símbolos
d
o
e
m
0
2
0/
5
2/
0
1
a
é o raio da bobina da sonda; raio da sonda esférica de campo elétrico
B
é o vetor da densidade do uxo magnético
ã
o
g
e
Bf
é a densidade do uxo magnético (frequência fundamental)
B j
é a densidade do uxo magnético na j-ésima frequência (j = 1 para frequência fundamental)
BRL
é o nível de referência da CENELEC para a densidade do uxo magnético na j -ésima frequência
B0
é a amplitude de campo magnético alternado
BR
é o campo magnético resultante
BZ
é a densidade do uxo magnético axial
Bx,y z
são os valores ecazes das componentes ortogonais da densidade do uxo magnético
ra
p
re
s
s
vi
o
d
e
im
u A
qr
Bmáx. Bmín. são valores ecazes do semieixo maior e do semieixo menor da elipse do campo
magnético
8
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C
é a capacitância parasita de uma bobina da sonda
C e
é o coeciente eletro-óptico do cristal de Pockels
d
é a distância de placas paralelas; distância da fonte de um campo eletromagnético
D
é o vetor de deslocamento elétrico
C
SI
C
E
é a intensidade de campo elétrico
E i
é o campo elétrico na i-ésima frequência (i = 1 para frequência fundamental)
E R
é o campo elétrico resultante
E 0
é a intensidade de campo elétrico uniforme
E ’
é o campo elétrico do cristal de Pockels
E x,y z
são os valores ecazes das componentes ortogonais do campo elétrico
O
F
R
A
N
O
S
Ã
O
E
L
É
T
R
IC
A
D
IA
H
ID
R
O
Bmáx. Bmín. são os valores ecazes do campo elétrico no semieixo maior e do semieixo menor da F
-
C
elipse
S E d
e
C
H
I
é a corrente circulante na bobina de campo magnético
x
c
lu
s
iv
I i
é a luz incidente (medidor de campo eletro-óptico)
I t
é a luz transmitida (medidor de campo eletro-óptico)
l
é a espessura do cristal de Pockels
L
é a indutância da bobina de sonda
n
é o índice de refração
N
é o número de espiras (sistema da bobina de campo magnético)
Q
é a carga induzida
r
é a distância entre a fonte do campo magnético e o local de medição; resistência da bobina da sonda e de seus terminais condutores
R
é a impedância aproximada do circuito detector de entrada (medidor de campo magnético)
S
é a área da superfície do eletrodo (medidor de campo elétrico)
t
é o tempo
T
é o período do sinal periódico
V
é a tensão
v (t )
é o sinal elétrico periódico
o
e
u
s
o
e
2
5:
2
d
1
8
1
7
:0
0/
5
2/
0 2 e
m
0 o g
e
ra
d
re
s
s
ã
o
p im
A
qr
u
vi
o
d
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SI
C
O
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V p
é a bobina da sonda de tensão
W
é a relação entre a tensão V p fornecida e a tensão V induzida em uma bobina da sonda
αi
é a fração da i-ésima harmônica do campo magnético
ε0
é a permissividade elétrica do espaço livre
λ
é o comprimento de onda da luz
S
Ã
O
F
R
A
N
µ0
é a permeabilidade magnética do espaço livre
φ
é o uxo magnético
ω
é a frequência angular do campo alternado
C
A
D
O IC R T L
É
5 Critérios para estabelecimento de valores de referência O
E ID
R
5.1 Restrição básica -
C
IA
H
O principal mecanismo de interação dos campos elétricos e magnéticos com as células é a indução de corrente elétrica. Os efeitos biológicos ocorrem durante o período de exposição. e
C
H
E
S
F
Os critérios para estabelecimento dos valores de referência para os campos magnéticos são baseados em efeitos biológicos comprovados. Estes efeitos são de caráter imediato com exposição de curto prazo, como estimulação das células nervosas do cérebro, nervos periféricos, músculos, incluindo o coração. Para os campos elétricos, além de choques e queimaduras causadas por contato com objetos condutores, podendo envolver, em função da intensidade da corrente aplicada, diculdades de respiração e fribilação ventricular (batimento cardíaco desordenado). :0
2
5:
2
d
e
u
s
o
e
x
c
lu
s
iv
o
d
NOTA 1 Os valores de referência de campos elétricos e magnéticos para exposição humana, estabelecidos pela Comissão Internacional para Proteção contra Radiações Não ionizantes (ICNIRP) e adotados por esta Norma, são reconhecidos e recomendados pela Organização Mundial de Saúde (OMS). 2
0/
5
2/
0
1
8
1
7
NOTA 2 Nos casos de potenciais efeitos em virtude de exposição a longo prazo, a ICNIRP concluiu que os resultados disponíveis das pesquisas não permitem estabelecer valores de referência com base cientíca [34]. Os estudos sobre os possíveis efeitos de exposição de longa duração não encontram sustentação nos mecanismos biológicos conhecidos de interação entre campos elétricos e magnéticos com os seres vivos, bem como em estudos laboratoriais in vitro ou em animais. re
s
s
ã
o
g
e
ra
d
o
e
m
0
NOTA 3 A legislação brasileira, por meio de normas técnicas, regulamenta o uso do interior das faixas de linhas de transmissão e de interiores de subestações, de afastam entos mínimos dos circuitos de distribuição. Assim, a utilização destas áreas é aquela classicada como “população ocupacional” pela ICNIRP. vi
o
d
e
im
p
A
qr
u
5.2 Nível de restrição básica
O corpo humano na presença de campos elétricos e magnéticos está sujeito a efeitos de tensões e correntes induzidas.
O nível de restrição básica para exposição humana a campos elétricos e magnéticos está estabelecido a partir de correlações entre grandezas físicas e seus efeitos biológicos da exposição. A grandeza utilizada para especicar estas correlações é a densidade de corrente elétrica. O valor de 100 mA/m2 foi estabelecido como referência, a partir do qual são excedidos os limiares para mudanças agudas, como na excitabilidade do sistema nervoso central. 10
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Em função da pouca disponibilidade de dados relacionando as correntes transitórias com efeitos na saúde, a Organização Mundial de Saúde recomenda que o nível de restrição básica para densidades de correntes induzidas por transitórios ou campos com picos de duração muito curta sejam tomados como valores instantâneos e não como médias temporais. 5.3 Modelagem matemática
Enquanto os campos elétricos estão associados à presença de cargas elétricas, os campos mag néticos estão associados ao movimento físico destas cargas elétricas (corrente elétrica), nas baixas frequências. R
A
N
C
SI
C
O
O
F
Os modelos matemáticos disponíveis permitem vericar os níveis de campo elétrico e magnético para a exposição, respeitando a densidade de corrente do valor de referência. IC
A
D
O
S
Ã
Os níveis de referência para campos elétricos e magnéticos devem ser considerados separadamente e não aditivamente. L
É
T
R
O
E
Para o estabelecimento do nível de referência, as densidades de correntes induzidas por cada um destes campos são calculadas separadamente por meio de modelos matemáticos adequados, de forma a atender à restrição básica. -
C
IA
H
ID
R
F S C
H
E
6 Níveis de referência iv
o
d
e
Os níveis de referência para o público em geral correspondem a campos com densidades de corrente inferiores a 2 mA/m2, adotando-se um fator de segurança igual a 50 em relação ao nível de restrição básica. u
s
o
e
x
c
lu
s
d
e
O nível de referência para exposição é fornecido para comparação com valores medidos das gran dezas físicas. A concordância com os valores de referência apresentados nestes critérios assegura o atendimento da restrição básica. 8
1
7
:0
2
5:
2
2/
0
1
Os níveis de referência são estabelecidos a partir da restrição básica por meio de modelagem matemática e por extrapolação de resultados de investigações de laboratório em f requências especícas. Os níveis são fornecidos para a condição de acoplamento máximo do campo com o indivíduo exposto. e
m
0
2
0/
5
ra
d
o
NOTA Nos casos em que os níveis de referência forem excedidos, deve ser realizada uma análise detalhada, de modo a vericar se a densidade de corrente estabelecida na restrição básica não é excedida. ã
o
g
e
re
s
s
Na Tabela 1 estão mostrados os níveis de referência para campo elétrico e magnético, no limite da faixa de segurança da linha de transmissão, no lado externo do perímetro da subestação ou usina e no limite do afastamento mínimo do circuito de distribuição. vi
o
d
e
im
p
u A
qr
Tabela 1 – Níveis de referência em valor ecaz de exposição a campos elétricos e magnéticos Aplicação
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Frequência
50 Hz Elétrico Magnético μT kV/m 5
200
60 Hz Elétrico Magnético μT kV/m 200 4,16 11
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Em situações de exposição a campos em diferentes frequências simultâneas, deve ser utilizada a formulação abaixo descrita, extraída do documento ICNIRP [34], que deve ser aplicada dentro da faixa de frequência de interesse. Campo elétrico: 1MHz
∑ O
Ei
i =1Hz C SI
E
10 MHz
∑
+
E i
i >1MHz
a
(7)
≤1
A
N
C
onde F
R O
E i é o campo elétrico medido, em volts por metro, na frequência f , expressa em hertz (Hz); Ã S O D
E é o nível de referência do campo elétrico dado pela Tabela 2. A IC R
a = 87 V/m T É L O
E
Campo magnético: ID
R H
65 kHz C
∑
IA F
j =1Hz S E
B j + B
10 MHz
∑
j > 65 kHz
Bj b
(8) ≤1
C
H
onde d
e o iv
B j é o campo magnético medido, em tesla na frequência f , expresso em hertz (Hz); s lu c x e
B o s u e d
é o nível de referência do campo magnético da Tabela 2.
b = 6,25 µT 2 5: 2 1
7
:0
Tabela 2 – Níveis de referência em valor ecaz de exposição a campos elétricos e magnéticos para o público em geral, em função da frequência da componente de campo 2/
0
1
8 5 0/
E
B
(kV/m)
(T)
1 Hz – 8 Hz
5
8 Hz – 25 Hz
5
4 × 10 –2 / f 2 5 × 10 –3 / f
re
25 Hz – 50 Hz
5
im
50 Hz – 400 Hz
2,5 × 102 / f
2 × 10 –4 2 × 10 –4
400 Hz – 3 kHz
2,5 × 102 / f
8 × 10 –2 / f
3 kHz – 10 MHz
8,3 × 10 –2
2,7 × 10 –5
2
Faixa de Frequência 0 m e o d ra e g o ã s s p e d o vi u qr A
Legenda
f
é a frequência, em Hz.
NOTA A medida na presença de várias fontes de campos elétricos e magnéticos cor responde à resultante de todos os componentes presentes na faixa de frequência de medição do instrumento. Neste caso, procedimentos adicionais para avaliação dos campos produzidos individualmente por cada uma das fontes devem ser adotados. Estes procedimentos fogem ao escopo desta Norma.
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