Sistema De Aterramento

SISTEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO Presented by: Luiz Carlos Catelani Jr. Date: 12/06/2018

Confidential Property of Schneider Electric

Condutor Neutro Condutor Terra Choque elétrico Sistema de Aterramento DPS DR Entrada de Energia Considerações Gerais

Confidential Property of Schneider Electric | Page 2

Necessidade e obrigatoriedade do aterramento elétrico

Confidential Property of Schneider Electric | Page 3

Quais são as razões para o aterramento elétrico ? •

Segurança de pessoas

•

Proteção Patrimonial (risco curto circuito e incêndio)

•

Minimizar sobretensões e potenciais perigosos

•

Permitir atuações dos relés de detecção da falta (disjuntor, DR e monitor de isolação)

•

Controlar as falhas de isolação

Confidential Property of Schneider Electric | Page 4

Classificação dos condutores : Condutores ativos ou partes ativas são destinadas a condução de corrente em regime normal de operação. Entre eles temos: - Condutores fases -

Condutor neutro

Condutor neutro é um condutor ativo, pois caso seja interrompido o circuito é desligado Confidential Property of Schneider Electric | Page 5

Classificação dos condutores : - No caso de um rompimento do condutor neutro a lâmpada apaga

Confidential Property of Schneider Electric | Page 6

Classificação dos condutores : - Condutor terra ou PE é um condutor de proteção destinado a escoar a corrente de defeito protegendo contra toque a partes metálicas e choque elétrico.

Em situação normal não há circulação de corrente pelo terra. A corrente da fase é igual a corrente de neutro.

Confidential Property of Schneider Electric | Page 7

Classificação dos condutores : - No caso de defeito a corrente passa a circular pelo terra promovendo a proteção contra contatos indiretos.

O condutor terra escoa toda a corrente de defeito.

Confidential Property of Schneider Electric | Page 8

Como o condutor terra protege contra choques: - O condutor terra promove o escoamento da maior parte da corrente fazendo com que haja a proteção de pessoas contra choque elétrico

- A parcela de corrente que circula pelo corpo humano é muito pequena, pois a impedância é elevada (1000 Ω) frente ao condutor de proteção (menor que1 Ω). Confidential Property of Schneider Electric | Page 9

Instalação sem condutor terra - Na ausência do condutor terra a corrente de falta circula integralmente pelo corpo humano.

- Nesse caso ocorre o choque elétrico, pois não há caminho alternativo para circulação de corrente. A corrente percorre o corpo humano retornando a fonte. - Como a impedância do corpo humano é elevada não há atuação do disjuntor. Confidential Property of Schneider Electric | Page 10

Características do choque elétrico

Confidential Property of Schneider Electric | Page 11

Para que haja o choque elétrico os três itens devem ocorrer: • Tensão de contato acima do limite: (50 Vac  Corpo Seco ou 25 Vac  Corpo molhado) • Corrente passante pelo corpo superior a 30 mA • Tempo de exposição conforme gráfico abaixo

Confidential Property of Schneider Electric | Page 12

Suportabilidade do corpo humano a corrente elétrica

Confidential Property of Schneider Electric | Page 13

Sistema de Aterramento – NBR© 5410

Confidential Property of Schneider Electric | Page 14

SISTEMA – TN Neste Sistema de aterramento o condutor terra obrigatoriamente sai da alimentação e vai até a carga a ser alimentada. Existem três variantes deste sistema: TN – S TN – C TN – CS

Confidential Property of Schneider Electric | Page 15

SISTEMA – TT Neste Sistema de aterramento o condutor terra não é distribuído. Existe um condutor de terra na fonte e outro condutor terra na carga. Lembrando que ambos são ligados na malha terra principal e deverá haver uma proteção específica. Somente disjuntor não atende o critério de proteção. Confidential Property of Schneider Electric | Page 16

SISTEMA – IT No sistema isolado ou IT, não há referência a terra com a fonte. Neste caso, em um curto fase terra a circulação de corrente é extremamente pequena não havendo necessidade de desligamento na primeira falta. Sistema utilizado em hospitais, também denominado de IT médico. Confidential Property of Schneider Electric | Page 17

Proteção para choque elétrico em equipamentos

Confidential Property of Schneider Electric | Page 18

Proteção para choque elétrico em equipamentos

Classe 0 não possui proteção para choque elétrico Classe I depende do condutor terra para proteção contra choque Classe II e III não dependem do condutor terra para proteção do choque elétrico Confidential Property of Schneider Electric | Page 19

Proteção para choque elétrico em equipamentos - simbologia

Confidential Property of Schneider Electric | Page 20

Particularidades do Sistema TN

Confidential Property of Schneider Electric | Page 21

•

Corrente de falta está limitada a somente a impedância dos cabos e do transformador

• Conexão entre o neutro e terra feito na origem da instalação • O condutor neutro é separado do condutor terra • A configuração TN – C , terra e neutro combinado em um único condutor está proibido pela NBR© 5410

Confidential Property of Schneider Electric | Page 22

A

Rfase

B

PE

Rpe

C

Cálculo de tensão de contato  Uc • Vfn  Tensão de alimentação fase – neutro Rfase – resistência do condutor da fase • Rpe  resistência do condutor de proteção • No sistema TN a bitola do condutor fase é igual; Rfase = Rpe 𝑉

𝑅

𝑅

𝑅

𝑈

𝑅

𝑥𝐼

Confidential Property of Schneider Electric | Page 23

𝑅

A

Rfase

B

PE

Rpe

C

𝑥𝐼

→𝑈

𝑉 2

Exemplo de cálculo da tensão de contato: • Sistema 220 / 127 V • Seção do Condutor fase = condutor terra

𝑈

𝑅

𝑥𝐼

→𝑈

𝑉 2

No caso de um defeito e um toque acidental a tensão de contato que aparecerá será: 𝑈

= 55 V

A

Rfase

B

PE

Rpe

C

Como a tensão é superior a 50 V a desconexão é obrigatório. Confidential Property of Schneider Electric | Page 24

Montagem de um padrão de entrada

Confidential Property of Schneider Electric | Page 25

Obrigatoriedade do sistema TN - S Conforme norma NBR 5410 : 5.4.3.6 Em toda edificação alimentada por linha elétrica em esquema TN-C, o condutor PEN deve ser separado, a partir do ponto de entrada da linha na edificação, ou a partir do quadro de distribuição principal, em condutores distintos para as funções de neutro e de condutor de proteção. A alimentação elétrica, até aí TN-C, passa então a um esquema TN-S (globalmente, o esquema é TNC-S).

Confidential Property of Schneider Electric | Page 26

Padrão de entrada de energia PEN

Fases N PE TAP

Haste de aterramento Confidential Property of Schneider Electric | Page 27

Quadro geral entrada - convencional Pente de ligação

FASES

Barra Neutro Barra PE Confidential Property of Schneider Electric | Page 28

Obrigatoriedade do protetor de surto Tanto na Norma NBR 5410 como na NBR 5419, o protetor de surto (DPS) é obrigatório. Deve ser provida proteção contra sobretensões transitórias, com o uso dos meios indicados em 5.4.2.1.2, nos seguintes casos: a) quando a instalação for alimentada por linha total ou parcialmente aérea, ou incluir ela própria linha aérea, e se situar em região sob condições de influências externas AQ2 (mais de 25 dias de trovoadas por ano); b) quando a instalação se situar em região sob condições de influências externas AQ3 (instalação com partes em área externa).

Confidential Property of Schneider Electric | Page 29

Princípio do DPS (Dispositivo Protetor de Surto) O DPS é basicamente um resistor não linear, ou seja, quando há um aumento da tensão ele diminui a resistência e escoa o surto para a terra. Conforme mostrado ao lado em cada ponto da instalação existem diferente s tipo de DPS para absorver os surtos de tensão. Tipo 1  Na entrada (maior energia) Tipo 2  Painel de distribuição Tipo 3  Equipamentos sensíveis

Confidential Property of Schneider Electric | Page 30

Ligação do DPS Pente ligação

FASES

Barra Neutro Barra PE Confidential Property of Schneider Electric | Page 31

Obrigatoriedade do uso do DR Texto da NBR 5410 5.1.3.2.1.1 O uso de dispositivos de proteção a corrente diferencial-residual com corrente diferencial-residual nominal IΔn igual ou inferior a 30 mA é reconhecido como proteção adicional contra choques elétricos. NOTA - A proteção adicional provida pelo uso de dispositivo diferencial-residual de alta sensibilidade visa casos como os de falha de outros meios de proteção e de descuido ou imprudência do usuário. 5.1.3.2.1.2 A utilização de tais dispositivos não é reconhecida como constituindo em si uma medida de proteção completa e não dispensa, em absoluto, o emprego de uma das medidas de proteção estabelecidas em 5.1.2.2 a 5.1.2.5. ( condutor terra e dispositivo de sobrecorrente)

Confidential Property of Schneider Electric | Page 32

Princípio do DR (Diferencial Residual) O funcionamento do DR é baseado na soma das correntes I1 e I2. •

No caso de um circuito sem defeitos, I1 = I2 não havendo corrente diferencial (ΔI = I1 – I2) para acionar o eletroímã.

•

Se houver um defeito a terra, a corrente I1 será diferente de I2.Sendo assim ΔI = I1 – I2 é diferente de zero e promove a atuação do eletroímã.

Confidential Property of Schneider Electric | Page 33

Obrigatoriedade do uso do DR Além dos casos especificados na seção 9, e qualquer que seja o esquema de aterramento, devem ser objeto de proteção adicional por dispositivos a corrente diferencial-residual com corrente diferencialresidual nominal IΔn igual ou inferior a 30 mA: a) os circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais contendo banheira ou chuveiro (ver 9.1); b) os circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação; c) os circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior; d) os circuitos que, em locais de habitação, sirvam a pontos de utilização situados em cozinhas, copas cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens; e) os circuitos que, em edificações não-residenciais, sirvam a pontos de tomada situados em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e, no geral, em áreas internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens. Confidential Property of Schneider Electric | Page 34

Ligação do DR Pente ligação

FASES

Barra Neutro Barra PE Confidential Property of Schneider Electric | Page 35

Funcionamento do DR FASES

30A 20 A

Chuveiro 110V 3300 W

Chuveiro 220V 4400 W

DR não atua com carga desequilibrada ! DR não atua com corrente pelo neutro ! Confidential Property of Schneider Electric | Page 36

Possibilidades de falsa atuação do DR Quando existe um único DR (30 mA) alimentando diversos equipamentos poderá ocorrer falso disparo se ocorrer uma das situações abaixo: - Circuitos contendo diversos equipamentos eletrônicos (filtro RF) - Circuitos com cargas com alto conteúdo harmônico - Circuitos com resistências não blindadas Para se ter uma ideia um computador tem uma corrente de fuga a terra da ordem 3,5 mA. Essa corrente pode ser ainda maior se o equipamento for conectado a um aterramento separado.

Confidential Property of Schneider Electric | Page 37

Funcionamento do DR com computadores

Os capacitores de filtro usados em fontes propiciam uma pequena corrente de fuga Confidential Property of Schneider Electric | Page 38

Resumo: Condutores ativos: - Fase e Neutro Condutor de proteção: - Terra Toda a alimentação oriunda da concessionária de energia (TN-C) deve ser convertida em TN - S

Confidential Property of Schneider Electric | Page 39

O condutor terra e neutro e individual para cada circuito.

Resumo: Uso do DR – 30 mA:

Uso do DPS:

É obrigatória em todas as áreas úmidas, molhadas ou passíveis de influência de água.

É obrigatória em todas as instalações aonde parte da mesma é feita com linha aérea.

Só funciona adequadamente no sistema TN-S.

Áreas com incidência de raios (maior 25 dias/ano) também devem possuir DPS.

Deve haver um condutor terra para correta ligação.

O Brasil possui cerca de 78 milhões de descargas por ano (INPE) DPS está obrigatório nas normas NBR 5410 e NBR 5419.

Confidential Property of Schneider Electric | Page 40