Sistema de Aterramento

Sistema de Aterramento

Universidade Federal do Ceará

Departamento de Engenharia Elétrica Disciplina de Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

Sistema de Aterramento ProfªRuth PastôraSaraiva Leão, Ph.D., P.D.

Fortaleza, 04 de setembro de 2008

Motivação

Garantir a segurança das pessoas;

Proteção das instalações;

Melhoria da qualidade dos serviços;

Estabelecimento de um referencial de tensão para a instalação.

Motivação

Funções

Proteger o usuário do equipamento de descargas atmosféricas, através de um caminho alternativo para a terra;

Descarregar cargas estáticas acumuladas nas carcaças das máquinas ou equipamentos para a terra;

Facilitar o funcionamento dos dispositivos de proteção através da corrente desviada para o terra.

Objetivos

Interligar eletricamente objetos condutores ou carregados, de forma a ter as menores diferenças da potencial possíveis;

Proporcionar um caminho de escoamento para o terra das descargas atmosféricas ou sobretensõesdevidas a manobras de equipamentos;

Diminuir valores de tensão fase-terra do sistema, fixando a tensão de isolação a valores determinados;

Proporcionar o escoamento para a terra da eletricidade estática gerada por equipamentos ou por indução, evitando faiscamento.

Definição

“Ligação de um equipamento ou de um sistema àterra, por motivo de proteção ou por exigência quanto ao funcionamento do mesmo”-NBR5410;

Condutor neutro da concessionária: Teoricamente potencial nulo;

Desbalanceamento das fases do transformador: Variação no potencial do neutro;

Solução: Ligar o neutro ao terra na entrada.

Definição Neutro

Terra

Definição

Condutor fornecido pela concessionária, pelo qual háo retorno de corrente elétrica;

Condutor construído através de uma haste metálica e que, em situações normais, não deve possuir corrente elétrica circulante.

Classificação

Aterramento de um condutor vivo;

Aterramento das massas e dos elementos condutos estranhos à instalação;

Aterramento de uma parte de um circuito.

Normas

NBR 5410/1997 ÆBaseada na IEC 60.364: ElectricalInstallationsBuildings; Instalações elétricas de baixa tensão;

2. Referências normativas;

4. Determinação das características gerais;

5. Proteção para garantir segurança;

6. Seleção e instalação dos componentes;

7. Verificação final;

9. Requisitos para instalações ou locais especiais;

ANEXOS:A. Faixas de tensão;B. Método de ensaio para medição da resistência elétrica de pisos e paredes;C. Verificação da operação de dispositivos a corrente diferencial- residual (dispositivos DR);D. Medição da resistência de aterramento;E. Medição da impedância do percurso da corrente de falta;F. Ensaio de tensão aplicada.

Normas 1.3. Prescrições fundamentais:

1.3.1. Proteção contra choques elétricos:

1.3.1.1. Proteção contra contatos diretos:

As pessoas e os animais devem ser protegidos contra os perigos que possam resultar de um contato com partes vivas da instalação.

Normas Aplica-se aos circuitos:

Alimentados através de uma tensão igual ou inferior a 1000V em correntes alternadas;

Com freqüências inferiores a 400Hz, ou a 1500V em corrente contínua.

Normas 1.3. Prescrições fundamentais:

1.3.1. Proteção contra choques elétricos:

1.3.1.1. Proteção contra contatos diretos:

As pessoas e os animais devem ser protegidos contra os perigos que possam resultar de um contato com partes vivas da instalação.

Normas 6.1.5.3 Condutores:

Condutor de proteção (PE):

Azul-claro com anilha verde-amarela.

Aterramento de neutro

“Quando a instalação for alimentada em baixa tensão pela concessionária, o condutor neutro deve ser sempre aterrado na origem da instalação”;

Aterramento de neutro na origem:

Melhoria na equalização de potenciais essencial à segurança.

Projeto

A seção mínima dos condutores de proteção pode ser determinada por:

S’= S/2S > 35 1616 < S ≤35

Seção mínima dos condutores de proteção (S’) (mm²)

Seção dos condutores fases(S) (mm²)

Eletrodos Convencionais

Tipo e a profundidade de instalação dos eletrodos de aterramento;

Resistam às solicitações térmicas, termomecânicas e eletromecânicas;

Sejam adequadamente robustos ou possuam proteção mecânica apropriada para fazer às condições de influências externas;

Apresente baixo valor de impedância de aterramento;

Tenha distribuição espacial conveniente.

Eletrodos de Aterramento

Profundidade mínima de 0,60m. Posição horizontal

25mm²de seção e 10m de comprimentoCabo de cobre

Profundidade mínima de 0,60m. Largura na posição vertical

25mm²de seção, 2mm de espessura e 10m de comprimento Fita de cobre

Enterramento totalmente vertical Diâmetro de 15mm com

2,0 a 2,40m de comprimento Haste de aço zincado

Enterramento totalmente vertical

2,4m de comprimento e diâmetro nominal de 25mm Tubo de aço zincado

ObservaçõesDimensões MínimasTipo de Eletrodo

Esquemas de Aterramento

Primeira letra: T ÆPonto diretamente aterrado;

I ÆIsolaçãode todas as partes vivas em relação àterra ou aterramento de um ponto através de uma impedância;

T ÆMassas diretamente aterradas, independentemente do aterramento eventual de um ponto de alimentação;

N ÆMassas ligadas diretamente ao ponto de alimentação aterrado (corrente alternada: ponto aterrado Æneutro);

S ÆFunções de neutro e de proteção asseguradas por condutores distintos;

C ÆFunções de neutro e de proteção combinadasem um único condutor.

Esquemas de Aterramento

Simbologia: L1, L2 e L3 ÆCondutores fase;

N ÆCondutor neutro;

T ÆCondutor terra (ou de proteção);

PE ÆCondutor de proteção;

PEN ÆCondutor de proteção e neutro;

Esquemas de Aterramento

Sistema TN-S: Condutor neutro e de proteção são distintos.

Esquemas de Aterramento

Condutores neutro e de proteção são combinados em um único condutor, ao longo de toda a instalação.

Esquemas de Aterramento

Condutores neutro e de proteção são combinados em um único condutor em parte da instalação

Esquemas de Aterramento

Possuem um ponto da alimentação diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a esse ponto através de condutores de proteção;

Toda a corrente de falta fase-massa éuma corrente de curto-circuito.

Esquemas de Aterramento

Havendo uma falta de impedância desprezível entre um condutor de fase e um de proteção ou uma massa, o seccionamentoautomático deve se efetuar no tempo máximo igual ao especificado:

ÆImpedância do percurso da corrente de falta;

ÆCorrente que assegura a atuação do dispositivo de proteção em um tempo máximo especificado;

ÆTensão nominal entre fase e terra.

sZ s aoZ IU⋅=

Esquemas de Aterramento

Sistema T: Ponto de alimentação diretamente aterrado;

Massas de instalação ligadas a eletrodos de aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da alimentação.

Esquemas de Aterramento

As correntes de falta direta fase-massa devem ser inferiores a uma corrente de curto-circuito, sendo, porém, suficientes para provocar o surgimento de tensões de contato perigosas;

ÆSoma das resistências do eletrodo de aterramento e dos condutores de proteção das massa;

Æ Corrente diferencial-residual nominal;

ÆTensão de contato limite.

A nLR IUΔ⋅= AR nIΔ LU

Esquemas de Aterramento

Não possui qualquer ponto da alimentação diretamente aterrado;

Massas da instalação aterradas.

Esquemas de Aterramento

Utilização restrita:

Instalações industriais de processo contínuo, com tensão de alimentação igual ou superior a 380 V;

Instalações alimentadas por transformado de separação com tensão primária inferior a 1000 V;

Circuitos com alimentação separada, de reduzida extensão, em instalações hospitalares, onde a continuidade da alimentação e a segurança dos pacientes são essenciais.

As massas deve ser aterradas individualmente, em grupos ou em conjunto;

ÆResistência do eletrodo de aterramento das massas;

ÆCorrente de falta no caso de uma primeira falta direta entre um condutor de fase e uma massa;

ÆTensão de contato limite.

A dLR IU⋅=

AR dI

Esquemas de Aterramento

Projeto Resistividade do solo;

Geometria da haste de aterramento;

Constituição da haste de aterramento;

Formato da haste de aterramento.

Projeto

O condutor terra deve ser de cobre nu, tão curto e retilíneo quanto possível, sem emendas, chaves ou dispositivos que possam causar sua interrupção;

Os condutores de aterramento destinados a ligar os dispositivos de proteção contra sobretensões ao barramento de equipotencializaçãodevem seguir o caminho mais reto e curto possível, a fim de minimizar sua impedância.

Projeto

O ponto de conexão entre o condutor terra e o eletrodo de terra deve ser feito através de conectores apropriados ou solda exotérmica e acessíveis a inspeção;

A bitola mínima do condutor de terra deve estar de acordo com as prescrições da NBR-5410.

Projeto

Medidor de resistência do terra:

Terrômetro: Duas hastes de referência;

Medição das quedas de tensão;

Indicação do valor ôhmico da resistência do terra;

Inconveniente: Fazer buracos no chão.

Projeto

Método alternativo: Escolhe-se uma fase;

Conecta-se um pólo de uma lâmpada comum;

Conecta-se o outro pólo na haste de terra;

Conclusão: Quanto mais próximo do brilho normal for o brilho da lâmpada, mais baixa éa resistência do terra.

Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA)

Proteger uma construção ou estrutura contra os efeitos das descargas atmosféricas;

Componentes: Sistema externo (pára-raios);

Condutores de descida;

Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA)

Captor ou Ponta: Intercepta as descargas atmosféricas;

Uma ou mais pontas de aço inoxidável com isolador de porcelana vitrificada com nível de tensão de 10kV;

Condutor de descida:

Liga uma cordoalha que conduz a corrente elétrica do captor àterra;

Fio, fita ou cabo de cobre;

Porcelana ou vidro;

Eletrodo de terra:

São colocados um ou mais eletrodos de cobre, enterrados

Valor máximo: 10 ohms Em áreas com inflamáveis: 1 ohm

Eletrodos de Terra

Horizontal

Horizontal

Vertical

Horizontal Posição

53,48 mmaté19 fios 25 m X 2m X 10,0 m

2 m X 0,25 m Dimensões mínimas

0,60 m 0,60 m

Cravado por percussão

0,60 m

Profundidade mínima

Cobre Cabo e cordoalhas

CobreFitas

Cobre copperweld Tubos

CobreChapas MaterialTipo de eletrodo

Eletrodos de Terra

Resistência de terra

Proteção de Estruturas contra Descargas Atmosféricas

Subestação Fortaleza I

Subestação Fortaleza I Subestação Fortaleza I

2 Subestação Fortaleza I

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