Aterramento Elétrico Elétrico Emanoel Ézio thiago
•
O que é um Sistema de Aterramento;
•
Qual a Finalidade de um Sistema de Aterramento;
•
Os efeitos da corrente elétrica;
•
Tipos de aterramento;
•
Funções básicas do sistema de aterramento;
•
Componentes do sistema de aterramento;
•
Tipos de eletrodos;
•
Noções de projeto de um Sistema de Aterramento;
•
Como Construir um Sistema de Aterramento;
•
O Problema do aterramento utilizando Hastes;
•
O Sistema de Aterramento na Indústria;
•
O Sistema de Aterramento em Residências;
•
Considerações finais;
•
O que é um Sistema de Aterramento;
•
Qual a Finalidade de um Sistema de Aterramento;
•
Os efeitos da corrente elétrica;
•
Tipos de aterramento;
•
Funções básicas do sistema de aterramento;
•
Componentes do sistema de aterramento;
•
Tipos de eletrodos;
•
Noções de projeto de um Sistema de Aterramento;
•
Como Construir um Sistema de Aterramento;
•
O Problema do aterramento utilizando Hastes;
•
O Sistema de Aterramento na Indústria;
•
O Sistema de Aterramento em Residências;
•
Considerações finais;
•
O que é o aterramento elétrico?
- O aterramento elétrico é um caminho criado, para que a corrente elétrica seja direcionada direcionada para o subsolo. - Um sistema de aterramento é um conjunto de condutores elétricos enterrados, cujo objetivo é realizar o contato entre qualquer qualquer circuito e o solo, com a menor impedância possível. - Os sistemas sistemas mais comuns são hastes cravadas cravadas verticalmente, verticalmente, condutores horizontais, ou um conjunto de ambos.
Qual a Finalidade de um Sistema de Aterramento ? - A finalidade de um sistema de aterramento é fazer com que as altas correntes não passem pelas pessoas, causando acidentes; • Os sistemas de aterramento residenciais e industriais, possuem a finalidade de garantir a segurança dos moradores e trabalhadores contra choques elétricos. • Para que haja eficiência, é Imprescindível que todo circuito elétrico disponha de condutor de proteção (fio terra) em toda a sua extensão. Todo circuito elétrico bem projetado e executado deve ter um sistema de aterramento. •
•
Os efeitos da corrente elétrica.
Tetanização Parada respiratória Queimadura Fibrilação ventricular
Efeitos da corrente elétrica sobre o corpo humano
•
Tipos de aterramento
Em uma instalação elétrica ,podemos ter dois tipos de aterramento: Aterramento
funcional.
Aterramento de proteção.
Aterramento funcional garantir o funcionamento correto dos equipamentos , ou para permitir o funcionamento adequado da instalação(NR5410). Redes de distribuição de sistemas MRT(monofásico com retorno pelo terra) e sistemas de transporte por tração de trens e bondes. •
Aterramento de proteção Ligação das massas e de elementos condutores estranhos à instalação à terra, com o objetivo de garantir a proteção contra contatos indiretos. o condutor de proteção é ser representado pela letra PE e, em condutores isolados, devese usar a cor verde ou verde-amarela, conforme a recomendação da NBR 5410 •
Funções básicas do sistema de aterramento Segurança pessoal •
A conexão dos equipamentos elétricos ao sistema de aterramento deve permitir que, caso ocorra uma falha na isolação dos equipamentos, a corrente de falta passe através do condutor de aterramento ao invés de percorrer o corpo de uma pessoa que eventualmente esteja tocando o equipamento.
Desligamento
automático
O sistema de aterramento deve oferecer um percurso de baixa impedância de retorno para a terra da corrente de falta, permitindo, assim que haja a operação automática, rápida e segura do sistema de proteção.
Controle
de tensões.
O aterramento permite o controle das tensões no solo quando um curto-circuito fase-terra retorna pela terra para a fonte próxima ou quando da ocorrência de uma descarga atmosférica no local. Transitórios
O sistema de aterramento estabiliza a tensão durante transitórios no sistema elétrico provocados por faltas para a terra, chaveamento , etc, de tal forma que não apareçam sobretensões perigosas durante esses períodos que possam provocar a ruptura da isolação dos equipamentos elétricos.
•
Cargas estáticas O aterramento deve escoar cargas estáticas acumuladas em estruturas, suportes e carcaças em geral.
•
Equipamentos eletrônicos Especificamente para os sistemas eletrônicos, o aterramento deve fornecer um ponto de referência quieto, sem perturbações, de tal modo que eles possam operar satisfatoriamente tanto em altas quanto em baixas frequências.
Componentes de um sistema de aterramento •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Terra (de referência) Sistema de aterramento Eletrodo de aterramento Terminal de aterramento principal Condutor de aterramento Ligação equipotencial Condutores de equipotencialidade principais Condutores de equipotencialidade suplementares Condutor de proteção PE Condutor PEN Dispositivo de verificação do sistema de aterramento
Tipos de eletrodos Basicamente, os eletrodos de aterramento podem ser divididos em alguns grupos. •
Eletrodos existentes (naturais)
•
Eletrodos fabricados
•
Eletrodos encapsulados em concreto
•
Outros eletrodos
•
Passos para se projetar um Sistema de Aterramento:
1. 2. 3. 4. 5.
Medição da resistividade do solo em várias profundidades; Fazer a estratificação do Solo em camadas; Escolha do tipo de aterramento; Cálculo da resistência do aterramento; Construção de Sistema de Aterramento; Medição de resistividade (Método de Wenner)
Utilização de Aparelho de medição de resistividade
•
– Medição pelo método de Wenner O método utiliza um Megger, instrumento de medida de resistência que possui quatro terminais, dois de corrente e dois de potencial. O aparelho, através de sua fonte interna, faz circular uma corrente elétrica I entre as duas hastes externas que estão conectadas aos terminais de corrente C1 e C2.
•
Devem ser feitas várias leituras, para vários espaçamentos; - O método considera a
corrente que passa entre as hastes externas, a uma profundidade igual a “a”;
- Assim, variando-se
a distância entre as hastes, varia-se também a profundidade da leitura no solo, possibilitando descobrirmos as características do subsolo, ou de materiais lá existentes.
1. Medição da resistividade do solo em várias profundidades; •
Posicionamento físico das medidas (NBR 7117)
2. Fazer a estratificação do Solo em camadas; • É um trabalho de Engenharia e Cálculos Matemáticos; •
•
É onde se determina com alguma precisão as camadas do solo e a previsão dos tipos de solo, ou outros materiais existentes em determinadas profundidades. No exemplo a seguir, o solo é estratificado em duas camadas. Ver a figura abaixo:
•
•
2. Fazer a estratificação do Solo em camadas; No exemplo a seguir, o solo é estratificado em três camadas. Ver a figura abaixo:
•
3. Escolha do tipo de aterramento;
- O projetista escolhe o tipo de aterramento, baseado em
parâmetros como: - Espaço disponível (área) para a construção do aterramento; - Tipo de Terreno; por exemplo, camada espessa de rocha próxima à superfície, sugere aterramento por condutores horizontais e não hastes verticais; - Finalidade do aterramento; por exemplo em Subestações, é normal se optar por malhas cheias de aterramento; • Escolhe-se então uma geometria definida, ou combinações
destas conforme exemplos a seguir;
Transformado
Poste
Solo
- Aterramento com apenas uma haste.
4.6 Dimensionamento do sistema de aterramento formado por hastes alinhadas em paralelo, igualmente espaçadas. É um sistema simples e eficiente, muito empregado na distribuição e aterramento de equipamentos isolados. •
–
Combinação de Cabo mais Hastes alinhadas em paralelo
Aterramento em forma de anel; utilizando apenas cabo no aterramento. •
Dimensionamento de sistema de aterramento com hastes em triângulo. - Para este sistema as hastes são cravadas nos vértices e às vezes nos lados de um triângulo eqüilátero.
- Configuração muito usada quando o terreno é pequeno e apenas uma ou duas hastes não são suficientes para atingir a resistência desejada.
•
Dimensionamento de sistemas com hastes em quadrado vazio.
e
e
– Quadrado vazio. •
A resistência equivalente do sistema é dada pela expressão conhecida:
Req
K R1haste
•
– Dimensionamento de sistema com hastes em quadrado cheio; e e
•
Como Construir um Sistema de Aterramento;
• Esta é a parte prática, onde iremos montar o o projeto. Agora precisaremos de um profissional cuidadoso, que tenha habilidade, atenção e conheça os conceitos de segurança e execução de instalações elétricas;
• Uso de ferramentas e materiais adequados como: - Caixa de inspeção, haste cobreada no tamanho determinado pelo projetista, conectores do tipo cabo haste ou do tipo grampo, condutor na cor verde-amarela ou verde, terminal à pressão, balde com água, um pedaço de caibro, marreta, chave de boca, canivete, colher de pedreiro, cavadeira, brita e EPI's (luvas, óculose capacete).
•
Aterramento executado sem os devidos cuidados.
•
O problema do aterramento utilizando hastes: - Espera-se que o aterramento se torne melhor, à medida em que mais hastes são colocadas... Isto muitas vezes é uma ilusão. Vejamos abaixo, o comportamento de uma haste, quando por ela passa uma corrente elétrica:
•
Superfícies de mesmo potencial, vistas nas literaturas.
–
Superfícies equipotenciais de uma haste
Interligação de hastes em paralelo
- A interligação de hastes em paralelo diminui sensivelmente o valor da resistência do aterramento.
- Não segue a lei simples do paralelismo de resistências elétricas em função da interferência nas zonas de atuação das superfícies Equipotenciais.
•
Vejamos o comportamento de duas hastes próximas.
Solo
Veja a Zona de Conflito entre as duas hastes.
•
No caso de duas hastes cravadas no solo homogêneo distanciadas de “a” tem-se as seguintes superfícies equipotenciais:
Veja a Zona de interferência nas linhas equipotenciais entre as duas hastes.
–
A figura abaixo mostra as linhas equipotenciais resultantes do conjunto formado pelas duas hastes. •
O espaço entre as duas hastes se anula em termos elétricos.
A zona de interferência interferência das linhas equipotenciais causa uma área de bloqueio de forma que a resistência elétrica de um conjunto de duas hastes é: •
R1haste 2
R2 haste R1 haste
•
Aumentando a distância entre as hastes, a zona de conflito diminui e o aterramento funciona melhor.
Solo
• Por esta razão, a menor distância entre duas hastes, deve
ser igual ou maior que o comprimento de uma delas.
•
O Sistema de Aterramento na Indústria;
– PARA QUE SERVE O ATERRAMENTO ATERRAMENTO ELÉTRICO NA INDÚSTRIA ? •
Neste Caso o aterramento elétrico tem três funções principais :
a – Proteger o usuário do equipamento e quipamento das descargas atmosféricas, atmosféricas, ou outros tipos de descarga, através através da viabilização de um caminho alternativo para a terra. Descarregar”” cargas cargas estáticas estáticas acumuladas nas carcaças carcaças das b – “ Descarregar máquinas ou equipamentos para a terra.
c – Facilitar Facilitar o funcionamento dos dispositivos d ispositivos de proteção (fusíveis, disjuntores, etc.), através da corrente desviada para a terra. Vejamos a seguir alguns exemplos:
Pátios de Subestações Energizadas •
O aterramento nesses locais e normatizado pela NBR15751
Alguns pontos dessa norma
Tenção de toque Diferença de potencial entre um objeto metálico aterrado ou não e um ponto da superfície do solo separado por uma distância horizontal equivalente ao alcance normal do braço de uma pessoa; essa distância é convencionada igual a 1,0 m Principais perigos em uma subestação de AT
Tensão de passo Diferença de potencial entre dois pontos da superfície do solo separados pela distância de um passo de uma pessoa, considerada igual a 1,0 m
4 Modelagem do solo A determinação do modelo do solo de uma determinada região exige a realização de medições de curvas de resistividade aparente para diversos pontos. As medições devem ser feitas num período seco e, se possível, com o local já terraplenado e compactado. Os dados obtidos com estas medições devem ser convenientemente analisados, tendo em vista a eliminação de valores considerados atípicos, resultantes da influência de interferências locais, tais como rochas ou condutores enterrados no solo, não representativos, portanto, do solo local.
5 Estabelecimento de uma geometria básica de malha 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). Entre as características de geometria básica de uma malha de aterramento de subestação cabe citar o seguinte: - profundidade de enterramento mínima de 0,5 m, recomendado por razões mecânicas, sendo admitida uma profundidade mínima de 0,25 m em áreas de piso concretado ou devido a um substrato rochoso muito superficial
10.4.1Aterramento de pára-raios sobre suportes e de
disjuntores de corpo único Interligar o terminal de aterramento da carcaça e da caixa de auxiliares do equipamento (quando houver) diretamente à malha de terra, por condutor de mesma seção que o da malha. Utilizar conectores de fixação na descida dos condutores a cada 2,5 m (ver Figura 14). Recomenda-se que a conexão à malha seja realizada por dois condutores de mesma seção que o condutor da malha, utilizando-se dois ramais distintos da quadrícula. Em uma dessas ligações utilizar uma haste de aterramento. No caso de estruturas metálicas, atentar para que a conexão à chapa não seja impedida por tintas ou outro material isolante.
10.4.3Aterramento de transformadores de potencial No terminal de terra disponível na caixa de bornes secundários do equipamento, devem ser ligadas as blindagens dos cabos dos terminais secundários; desse ponto deve sair um condutor da mesma seção dos demais para a caixa de interligação. Deve-se verificar se o terminal de terra disponível é isolado da carcaça do equipamento. Não sendo isolado, não é necessário ligar o terminal terra da caixa do secundário na caixa de interligação, bastando apenas ligar o terminal do equipamento e caixa de interligação à malha em ramais distintos. Sendo isolados na caixa de interligação, todos os terras provenientes das caixas dos equipamentos, das fases centrais e laterais devem ser interligados na régua, e apenas um terra deve ser ligado ao terminal terra da caixa de interligação junto com as respectivas blindagens, configurando a ligação. O terminal terra da caixa de interligação deve ser ligado ao condutor que irá para a malha de terra. Esse condutor deve ter a mesma seção daquele da malha de terra.
Aterramento na carcaça de um grande transformador.
Aterramento na carcaça de outro grande transformador.
Equipamentos de Subestações Energizadas
Aterramento de partes metálicas.
Pátios de Subestações Energizadas
Pátios de Subestações Energizadas
Pátios de Subestações Energizadas
Aterramento de Painéis Elétricos
Aterramento de blindagens de cabos e circuitos de comando.
• Nas Oficinas e nas fábricas, as partes energizadas, principalmente as
Acionadas por motores elétricos, devem ser muito bem aterradas.
Motor Elétrico de Grande Porte •
Motor Elétrico de Pequeno Porte
Nos motores elétricos, a corrente elétrica entra e passa pelas bobinas, a fim de fazer o motor girar. No entanto, se houver um problema com o isolamento interno, esta corrente sai para a carcaça, podendo causar acidentes. Por isso devemos aterrar todos estes motores.
Vejam o que comentamos anteriormente
Nas oficinas, as máquinas que possuem partes energizadas, devem ter suas caraças aterradas.
• Nas oficinas, as máquinas que possuem partes energizadas,
devem ter suas caraças aterradas.
• Nas oficinas, as máquinas que possuem partes energizadas,
devem ter suas caraças aterradas.
Aterramento nas residências
Nas Residências Principalmente: Utilize somente tomadas com três pinos, pois estas possuem um pino destinado à conexão do fio terra. •
O aterramento Elétrico nas Residências • Nas residências o Aterramento Elétrico tem tanta Importância quanto na indústria. Basta considerar que nas residências a maioria das pessoas não possuem habilidade diante dos fenômenos elétricos. Assim, algumas recomendações devem ser seguidas: 1- Ao projetar sua residência, durante a construção, colocar fios terra em todos os pontos estratégicos, como tomadas, quadros de energia, e.tc..
•
Utilizar todas as tomadas com três pinos, de preferência que seja adaptável para pinos chatos e pinos cilíndricos;
•
Nas Residências Principalmente, evite os adaptadores:
• Tipos de tomadas que não devem ser utilizadas, por não
terem o pino como opção para o aterramento.
•
Nunca deixar eletrodomésticos como geladeiras, fogões, máquinas de lavar, aparelhos de ar condicionado, chuveiros e.t.c., sem a ligação à terra, ver figuras abaixo.
•
Nunca deixar eletrodomésticos como geladeiras, fogões, máquinas de lavar, aparelhos de ar condicionado, chuveiros e.t.c., sem a ligação à terra, ver figuras abaixo.
Tomadas com “Filtro”, porém sem a ligação à terra.
- Em termos de segurança, devem ser aterradas todas as partes metálicas que possam eventualmente ter contactos com partes energizadas. - A partir do aterramento deve-se providenciar uma sólida ligação às partes metálicas dos equipamentos. Tomando como exemplo uma residência, os seguintes equipamentos devem ser aterrados: Condicionador de ar, chuveiro elétrico, fogão, quadro de medição edistribuição, lavadora e secadora de roupas, torneira elétrica, lava-louça, refrigerador e freezer, forno elétrico, tubulação metálica, tubulação de cobre dos aquecedores, cercas metálicas longas, postes metálicos e projetores luminosos. - Na industria e no setor elétrico, uma análise apurada e crítica deve ser feita nos equipamentos a serem aterrados para se obter a melhor segurança possível.
