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8.6 – Coordenação seletiva de proteção contra sobrecorrentes.
Quando dois ou mais dispositivos de proteção contra sobrecorrente forem
instalados em série, suas características de atuação devem ser escolhidas de modo
que, no caso de circulação de uma sobrecorrente no circuito situado mais a jusante,
só atue o dispositivo que protege esse circuito.
Assim, no caso exposto na Figura 8.13, o dispositivo B é seletivo em relação
ao dispositivo A, instalado a montante, se, em caso de falta em um ponto a jusante
de B, só atue o dispositivo B.
Figura 8.13: Dois dispositivos, A e B, em série
A
B
Falta
Para obter essa coordenação, algumas regras práticas podem ser adotadas
para as diferentes formas de ligação de dispositivos de proteção. Os itens seguintes
apresentam as diferentes formas de ligação dos dispositivos de proteção e as
condições que garantem uma boa coordenação da proteção.
8.6.1 – Fusível em série com fusível.
A Figura 8.14 apresenta um fusível em série com outro fusível.
Figura 8.14: Fusível em série com fusível.
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Para se garantir a coordenação entre os dois fusíveis, suas curvas
características devem ser similares aquelas apresentadas na Figura 8.15.
Figura 8.15: Curvas características de fusíveis ligados em série.
Percebe-se que as curvas da Figura 8.15 nunca se cruzam, o que garante
uma coordenação. Na prática, é interessante adotar o fusível a montante com a
seguinte relação de corrente de atuação com o fusível situado a jusante:
Inominal do fusível a montante ≥ 1,6 x Inominal do fusível a jusante
8.6.2 – Fusível em série com disjuntor termomagnético.
A Figura 8.16 apresenta um fusível em série com um disjuntor
termomagnético.
Figura 8.16: Fusível em série com disjuntor termomagnético.
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Para se garantir a coordenação entre o fusível e o disjuntor, suas curvas
características devem ser similares aquelas apresentadas na Figura 8.17.
Figura 8.17: Curvas características de fusível em série com disjuntor.
 Faixa de curto-circuito:
 Tatuação do fusível ≥≥≥≥ Tatuação do disjuntor + 50ms
A Figura 8.17 também apresenta a condição que garante uma perfeita
coordenação entre os dispositivos ligados em série.
8.6.3 – Disjuntor termomagnético em série com fusível
A Figura 8.18 apresenta um disjuntor termomagnético em série com um
fusível.
Figura 8.18: Disjuntor termomagnético em série com fusível.
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Para se garantir a coordenação entre o disjuntor e o fusível, suas curvas
características devem ser similares aquelas apresentadas na Figura 8.19.
Figura 8.19: Curvas características de disjuntor em série com fusível.
Tatuação do disjuntor ≥≥≥≥ Tatuação do fusível + 100ms
Faixa de curto-circuito:
A Figura 8.19 também apresenta a condição que garante uma perfeita
coordenação entre os dispositivos ligados em série.
8.6.4 – Disjuntor em série com disjuntor
A Figura 8.20 apresenta um disjuntor em série com outro disjuntor
termomagnético.
Figura 8.20: Disjuntor em série com outro disjuntor.
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Para se garantir a coordenação entre os disjuntores, suas curvas
características devem ser similares aquelas apresentadas na Figura 8.21.
Figura 8.21: Curvas características de disjuntores em série.
As condições que garantem a coordenação entre os disjuntores ligados em
sérei são:
Tatuação do disjuntor1 ≥≥≥≥ Tatuação do disjuntor2 + 150ms
Iatuação do relé eletromagnético do disj. 1 ≥≥≥≥ 1,25* Iatuação do relé eletromagnético do disj. 2
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9 – A QUESTÃO DOS CHOQUES ELÉTRICOS
Qualquer atividade biológica, seja ela glandular, nervosa ou muscular, é
originada de impulsos de corrente elétrica. Se esta corrente fisiológica interna
somar-se a uma outra corrente de origem externa, em função de um contato elétrico,
ocorrerá no organismo humano uma alteração das funções vitais normais que,
dependendo da duração da corrente, pode levar uma pessoa a morte.
Os efeitos principais que uma corrente elétrica externa produz no corpo são
fundamentalmente quatro: tetanização, parada respiratória, queimadura e fibrilação
ventricular.
9.1 – Tetanização.
A tetanização é um fenômeno decorrente da contração muscular produzida
por um impulso elétrico. Verifica-se que, sob ação de um estímulo devido à
aplicação de uma diferença de potencial a uma fibra nervosa, o músculo se contrai
para em seguida retornar ao estado de repouso. Quando a freqüência dos estímulos
ultrapassa um certo limite, o músculo é levado à contração completa, permanecendo
nessa condição até que cessem os estímulos.
O mesmo fenômeno descrito para uma fibra elementar ocorre, de fora muito
mais complexa, no corpo humano atravessado por uma corrente elétrica externa
alternada. Uma pessoa em contato com uma peça sob tensão pode ficar “agarrada”
a ela durante o tempo em que perdurar a diferença de potencial, o que, dependendo
da duração, pode causar a inconsciência e até a morte.
A corrente contínua, desde que de intensidade e duração suficientes, pode
também produzir a tetanização.
Define-se o limite de largar como sendo a máxima corrente que uma pessoa
pode tolerar ao segurar um eletrodo, podendo ainda largá-lo usando os músculos
diretamente estimulados pela corrente. Experiências indicam que os valores médios
da corrente de largar varia entre 6 e 14 mA para mulheres e 9 a 23 mA para
homens.
Para valores mais elevados de corrente não ocorre a tetanização. A excitação
muscular pode ser suficientemente violenta de modo a provocar uma repulsão.
Dependendo das condições, um indivíduo pode ser atirado a uma certa distância.
9.2 – Parada respiratória.
Correntes superiores ao limite de largar podem causar uma parada
respiratória. Tais correntes produzem no indivíduo sinais de asfixia, por causa da
contração de músculos ligados à respiração e/ou à paralisia dos centros nervosos
que comandam a função respiratória. Se a corrente permanece, o indivíduo perde a
consciência e morre sufocado. É necessário intervenção imediatamente após o
acidente (3 ou 4 minutos no máximo) para evitar a asfixia da vítima ou mesmo
lesões irreversíveis nos tecidos cerebrais.
9.3 – Queimaduras.
A passagem da corrente elétrica pelo corpo humano é acompanhada do
desenvolvimento de calor por efeito Joule, podendo produzir queimaduras. A
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situação torna-se mais crítica nos pontos de entrada e saída da corrente, uma vez
que:
• a pele apresenta uma elevada resistência elétrica, enquanto os tecidos internos
são, comparativamente, bons condutores;
• a resistência de contato entre a pele e as partes sob tensão soma-se à
resistência da pele;
• a densidade de corrente é maior nos pontos de entrada e de saída da corrente,
principalmente se forem pequenas as áreas de contato.
As queimaduras produzidas são tanto mais graves quanto maior é a
densidade de corrente e quanto mais longo o tempo pelo qual a corrente
permanece. Nas altas tensões, predominam os efeitos térmicos da corrente, o calor
produz a destruição de tecidos superficiais e profundos bem como o rompimento de
artérias com conseqüente hemorragia, a destruição dos centros nervosos, etc.
9.4– Fibrilação ventricular.
O fenômeno fisiológico mais grave que pode ocorrer quando da passagem da
corrente elétrica pelo corpo humano é a fibrilação ventricular.
O músculo cardíaco, normalmente, contrai-se ritmicamente de 60 a 100 vezes
por minuto, sustentando, assim, a circulação sangüínea nos vasos. A contração da
fibra muscular é produzida por impulsos elétricos proveniente do nódulo seno-atrial.
Se à atividade elétrica fisiológica normal sobrepõe-se uma corrente elétrica de
origem externa e muitas vezes maior do que a corrente biológica, ocorre um
desequilíbrio elétrico no corpo. As fibras do coração passam a receber sinais
elétricos excessivos e irregulares, as fibras ventriculares ficam superestimuladas de
maneira caótica e passam a contrair-se de maneira desordenada, uma independente
da outra, de modo que o coração não pode mais exercer sua função. Este é o
fenômeno da fibrilação ventricular, responsável por muitas mortes em acidentes
elétricos.
É de suma importância observar que o perigo de ocorrência de um choque
elétrico não está simplesmente em tocar um elemento energizado, seja uma parte
viva (contato direto), seja uma massa sob tensão (contato indireto), e sim em tocar
simultaneamente um outro elemento que se encontre em um potencial diferente em
relação ao primeiro. Isto é, o perigo está na diferença de potencial. Como regra
geral, deve-se considerar que as pessoas sempre podem estar em contato com um
elemento do prédio, por exemplo, piso ou parede, que esteja num potencial bem
definido, via de regra o da terra, e, portanto, qualquer contato com outro elemento,
que esteja em um potencial diferente, pode ser perigoso. A Figura 9.1 caracteriza
uma massa e um condutor estranho a uma instalação elétrica. Já a Figura 9.2,
apresenta exemplos de contatos direto e indireto.
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Figura 9.1: Exemplo de massa e condutor estranho em uma instalação elétrica.
Figura 9.2: Exemplo de contatos direto e indireto.
A proteção contra contatos diretos é garantida pela qualidade dos
componentes e da instalação e por determinadas disposições físicas dos
componentes, podendo ser utilizados para tal:
• isolação das partes vivas;
• barreiras ou invólucros;
• obstáculos;
• colocação fora do alcance;
A proteção contra contatos indiretos é prevista através de medidas que
podem ser divididas em dois grupos: as que não utilizam o condutor de proteção e
as medidas de proteção por seccionamento automático da alimentação.
Duas ferramentas importantes que auxiliam na luta contra acidentes elétricos
são o sistema de aterramento e o uso de dispositivos a corrente diferencial residual
(DRs).
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10 – O SISTEMA DE ATERRAMENTO
A terra, ou seja, o solo, pode ser considerado como um condutor através do
qual a corrente elétrica pode fluir. Denomina-se aterramento a ligação intencional
com a terra, que pode ser realizada utilizando apenas os condutores elétricos
necessários (aterramento direto) ou através da inserção intencional de um resistor
ou reator, introduzindo uma impedância no caminho da corrente.
Nas instalações elétricas são considerados dois tipos de aterramento:
• o aterramento funcional, que consiste na ligação à terra de um dos condutores do
sistema, geralmente o neutro, e está relacionado com o funcionamento correto,
seguro e confiável da instalação; e
• o aterramento de proteção, que consiste na ligação à terra das massas e dos
elementos condutores estranhos à instalação, visando a proteção contra choques
elétricos por contato indireto.
Dentro de determinadas condições pode-se ter, em uma instalação, um
aterramento combinado: funcional e de proteção.
O eletrodo de aterramento é o condutor ou o conjunto de condutores
enterrado(s) no solo e eletricamente ligado(s) à terra para fazer um aterramento. O
termo tanto se aplica a uma simples haste enterrada como a várias hastes
enterradas e interligadas e a diversos outros tipos de condutores em diversas
configurações.
10.1 – Esquemas de aterramento.
Os aterramentos devem assegurar, de modo eficaz, as necessidades de
segurança e de funcionamento de uma instalação elétrica, constituindo-se num dos
pontos mais importantes de seu projeto e de sua montagem. O aterramento de
proteção, que consiste na ligação à terra das massas e dos elementos condutores
estranhos à instalação, tem por objetivo:
• limitar o potencial entre massas, entre massas e elementos condutores estranhos
à instalação e entre ambos e a terra a um valor suficientemente seguro sob
condições normais e anormais de funcionamento;
• proporcionar às correntes de falta para terra um caminho de retorno de baixa
impedância.
Por sua vez, o aterramento funcional, a ligação à terra de um dos condutores
vivos do sistema (o neutro em geral), proporciona principalmente:
• definição e estabilização da tensão da instalação em relação à terra durante o
funcionamento;
• limitação de sobretensões originadas por manobras, descargas atmosféricas e a
contatos acidentais com linhas de tensão mais elevada.
De acordo com a NBR 5410, as instalações de baixa tensão devem obedecer,
no que concerne aos aterramentos funcional e de proteção, a três esquemas
básicos. Tais esquemas são classificados em função ao aterramento da fonte de
alimentação da instalação (transformador, no caso mais comum, ou gerador) e das
massas, sendo designados por uma simbologia que utiliza duas letras fundamentais:
• 1a letra – indica a situação da alimentação em relação à terra, podendo ser:
• T – um ponto diretamente aterrado;
• I – nenhum ponto aterrado ou aterramento através de impedância.
• 2a letra – indica as características do aterramento das massas, podendo ser:
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• T – massas diretamente aterradas independentemente do eventual
aterramento da alimentação;
• N – massas ligadas diretamente ao ponto de alimentação aterrado,
geralmente o neutro.
• Outras letras (eventuais) – disposição do condutor neutro e do condutor de
proteção:
• S – funções de neutro e de proteção asseguradas por condutores distintos;
• C – funções de neutro e de proteção combinadas em um único condutor
(condutor PEN).
São considerados pela norma os esquemas TT, TN e IT.
Esquema TT.
No esquema TT existe um ponto de alimentação, geralmente o secundário do
transformador com seu ponto neutro, diretamente aterrado, estando as massas da
instalação ligadas a um eletrodo de aterramento independente do eletrodo de
aterramento da alimentação, conforme se observa na Figura 10.1.
Figura 10.1: Esquema de aterramento TT.
R
S
T
N
Massas
Aterramento de
alimentação
PE
Secundário do
transformador
O esquema TT é concebido de forma que o percurso de uma corrente
proveniente de uma falta fase-massa, ocorrida em um componente ou equipamento
de utilização da instalação, inclua a terra e que a elevada impedância desse
percurso limite o valor daquela corrente. As correntes de falta direta fase-massa
serão de intensidade inferior à de uma corrente de curto-circuito fase-neutro,
podendo, no entanto, trazer perigo para as pessoas que toquem em uma massa
acidentalmente energizada.
Nas instalações que utilizam o esquema TT, a proteção contra contatos
indiretos deve ser garantida preferencialmente por dispositivos DR.
O esquema TT é extremamente simples, não exigindo controle permanente
da instalação. Trata-se, em princípio, do esquema de aterramento ideal para
instalações alimentadas diretamente por rede de distribuição pública de baixa
tensão.
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Esquemas TN.
No esquema TN existe também um ponto de alimentação (via de regra o
secundário do transformador com seu ponto neutro) diretamente aterrado, sendo as
massas da instalação ligadas a esse ponto através de condutores de proteção. O
esquema poderá ser do tipo TN-S, quando as funções de neutro e de proteção
forem asseguradas por condutores distintos (N e PE) ou do tipo TN-C, quando as
funções forem acumuladas pelo mesmo condutor (PEN). Pode-se, também, utilizar o
sistema misto TN-C-S, onde parte do aterramento possui um condutor comum para
proteção e neutro e outra parte condutores distintos para cada uma dessas funções.
As Figuras 10.2, 10.3 e 10.4 apresentam, respectivamente os esquemas TN-S, TN-C
e TN-C-S.
Figura 10.2: Esquema de aterramento TN-S.
R
S
T
N
PE
MassasAterramento de
alimentação
Secundário do
transformador
Figura 10.3: Esquema de aterramento TN-C.
R
S
T
PEN
Massas
Aterramento de
alimentação
Secundário do
trasnformador
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Figura 10.4: Esquema de aterramento TN-C-S.
R
S
T
N
PEN
Massas
Aterramento de
alimentação
PE
Secundário do
trasnformador
Os esquemas TN são concebidos de modo que o percurso de uma corrente
de falta fase-massa seja constituído exclusivamente por elementos condutores e,
portanto, possua baixíssima impedância. Uma corrente de falta direta fase-massa,
nesse esquema, será equivalente a uma corrente de curto-circuito fase-neutro.
O esquema TN-C pode, em princípio, ser usado tanto na rede da
concessionária como na instalação de consumidor, sofrendo neste último caso
diversas restrições.
Os esquemas TN-S e TN-C-S são os mais utilizados em instalações de
consumidores alimentados em alta tensão, ou seja, os que possuem transformador
próprio.
Esquema IT.
No esquema IT não existe nenhum ponto de alimentação diretamente
aterrado, ou seja, a alimentação é totalmente isolada da terra ou aterrada através de
uma impedância de valor elevado. As massas são ligadas à terra por meio de
eletroduto ou eletrodos de aterramento próprios, conforme retrata a Figura 10.5.
Figura 10.5: Esquema de aterramento IT.
R
S
T
Massas
Aterramento de
alimentação
PE
Impedância
Secundário do
transformador
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No esquema IT a corrente resultante de uma única falta fase-massa não
possuirá, normalmente, intensidade suficiente para trazer perigo para as pessoas
que toquem na massa energizada, em função da impedância existente entre a
alimentação e a terra.
Este tipo de esquema é utilizado exclusivamente em instalações de
consumidores que possuem transformador próprio, principalmente na alimentação
de setores específicos de certos tipos de indústria.
Comparação entre os esquemas de aterramento.
A escolha do esquema de aterramento a utilizar em uma instalação dever ser
feita pelo projetista logo no início do projeto, devendo-se basear em dados de
natureza diversa que devem ser considerados em conjunto, a fim de ser tomada
uma decisão que traduza a solução ótima para a instalação.
Em princípio, os três esquemas oferecem o mesmo grau de segurança no
tocante à proteção das pessoas, apresentando, no entanto, características de
aplicação diferentes, que se traduzem em vantagens e desvantagens fundamentais
na escolha para uma instalação. A Tabela 10.1 apresenta um resumo comparativo
entre os sistemas de aterramento.
Tabela 10.1: Características comparativas dos esquemas de aterramento.
Esquema Proteção Exigências Vantagens Desvantagens
TT Ligação do neutro
ao terra da
alimentação e das
massas a(s) terra(s)
independentes.
Uso de dispositivos
DR.
Seletividade
entre DRs, se
necessário.
Facilidade de
projeto.
Simplicidade de
manutenção.
Qualidade da
instalação
supervisionada
pelos DRs.
Custo adicional
dos DRs.
TN Ligação do neutro e
da alimentação; uso
de dispositivos a
sobrecorrente na
proteção contra
contatos indiretos.
Definição de
comprimentos
máximos de
circuitos em
função das
condições de
seccionamento.
 Complementa-
ção da
segurança por
dispositivos DR.
Dispositivos a
sobrecorrente
protegendo
também contra
contatos
indiretos.
Possibilidade de
economia de
condutores (uso
de condutores
PEN).
Massas sujeitas à
sobretensões do
neutro da
alimentação.
Exigência de
pessoal
especializado na
manutenção.
Dimensionamento
dos circuitos mais
complexo.
IT Alimentação não
aterrada ou através
de impedância;
massas aterradas
por eletrodo(s)
independente(s) ou
no mesmo eletrodo
da alimentação.
Necessidade de
vigilância
permanente do
isolamento.
Analogia do
esquema TT
quando as
massas não são
interligadas.
Analogia com
sistema TN
quando as
massas são
interligadas.
Necessidade de
uso de um
controlador
permanente de
isolamento, com a
finalidade de
indicar
ocorrências de
falta.
Pode-se considerar cinco aspectos fundamentais para a escolha do sistema
de aterramento:
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a) alimentação:
• em instalações alimentadas por rede pública em baixa tensão, em função da
exigência de aterramento do neutro na origem da instalação, só podem ser
utilizados os sistemas TT e TN;
• em instalações alimentadas por transformador (ou gerador) próprio, em
princípio, qualquer sistema pode ser utilizado, entretanto dá-se preferência ao
TN (instalações industriais e prédios comerciais de grande porte) e, em
alguns casos específicos, ao esquema IT (certos setores de indústrias, de
hospitais e em instalações de mineração).
b) equipamentos de utilização:
• quando existirem na instalação equipamentos de utilização com elevadas
correntes de fuga, como fornos e certos tipos de filtros, não é conveniente
utilizar o esquema TT, em virtude da possibilidade de disparos intempestivos
dos DRs;
• no caso de equipamentos com elevada vibração mecânica, não é
recomendável o uso do esquema TN, em função da possibilidade de
rompimento do condutor de proteção (contido na mesma linha elétrica dos
condutores vivos).
c) natureza dos locais:
• locais com risco de incêndio ou de explosões não são convenientes para o
uso do sistema TN, por causa do valor elevado das correntes de falta fase-
massa.
d) funcionamento:
• em instalações onde será fundamental e indispensável a continuidade no
serviço deve-se optar pelo esquema IT;
• quando não se dispõe de pessoal de manutenção especializado não é
conveniente utilizar os esquemas TN e IT, pois neles a substituição de um
dispositivo de proteção por outro de características diferentes pode
comprometer a proteção contra contatos indiretos.
e) custos globais:
• em termos de projeto, os esquemas TN e IT exigem um pouco mais de horas
de trabalho, em função da maior complexidade no dimensionamento dos
circuitos;
• no que concerne à execução, o esquema TN, por utilizar na proteção contra
contatos indiretos dispositivos a sobrecorrente e, em muitos casos, utilizar os
condutores PEN, apresenta custos mais baixos;
• quanto à manutenção, o esquema TT, por sua simplicidade, é o que
apresenta os custos mais reduzidos.
10.2 – Eletrodos de aterramento.
Um eletrodo de aterramento é o condutor ou o conjunto de condutores
enterrado(s) no solo e eletricamente ligado(s) à terra para fazer um aterramento. Isto
é, o eletrodo pode ser constituído por um ou mais elementos.
Os eletrodos de aterramento podem ser:
• especialmente estabelecidos para a função do eletrodo, sendo usado nesses
casos:
• hastes de cobre, de aço zincado ou de aço revestido de cobre;
• tubos de aço zincado;
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• chapas de cobre ou de aço zincado;
• perfis de aço zincado;
• fitas de cobre ou de aço galvanizado;
• cabos de aço, de aço cobreado ou de aço zincado.
• não-específicos, como é o caso de:
• estacas metálicas enterradas;
• tubulações metálicas enterradas.
• combinações dos tipos específicos e não-específicos.
É importante observar que as canalizações metálicas do fornecimento de
água e de outros serviços não devem ser usadas como eletrodo de aterramento,
tendo em vista o uso muito difundido de componentes isolantes em tais
canalizações. A Tabela 10.2 traz um resumo das características dos principais meios
de aterramento utilizados.
Tabela 10.2: Eletrodos de aterramento especialmente estabelecidos.
Tipo de eletrodo Dimensões mínimas Observações
Chapa de cobre 0,20 mm2 de área e 2 mm
de espessura
Profundidade mínima do
centro da chapa de 1 m.
Posição vertical.
Chapa de aço zincado 0,30 mm2 de área e 3 mm
de espessura
Profundidade mínima do
centro da chapa de 1 m.
Posição vertical.
Tubo de aço zincado 2,40 m de comprimento e
diâmetro nominal 25 mm
Enterramento total
vertical
Perfil de aço zincado Cantoneira de 20 x 20 x 3
mm com 2,40 m de
comprimento
Enterramento total
vertical
Haste de aço zincado Diâmetro de 15 mm com
2,40 m de comprimento
Enterramento total
vertical
Haste de cobre Diâmetro de 15 mm com
2,40 m de comprimento
Enterramento total
vertical
Fita de cobre 25 mm2 de seção, 2 mm
de espessura e 10 m de
comprimento
Enterramento total
vertical
Fita de aço galvanizado 100 mm2 de seção, 3 mm
de espessura e 10 m de
comprimento
Profundidade mínima de
0,60 m. Largura na
posição vertical
Cabo de cobre Seção 25 mm2 e 10 me de
comprimento
Profundidade mínima de
0,60 m. Largura na
posição vertical
Cabo de aço zincado Seção 95 mm2 e 10 me de
comprimento
Profundidade mínima de
0,60 m. Largura na
posição vertical
As hastes constituem o tipo de eletrodo mais simples e mais comum nas
instalações de baixa tensão.
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10.3 – Condutores de proteção.
Os condutores de proteção dos circuitos (PEs) devem estar presentes:
• em um circuito terminal ligando as massas dos equipamentos de utilização e, se
for o caso, os terminais terra das tomadas de corrente, alimentados pelo circuito,
ao terminal de aterramento do quadro de distribuição respectivo;
• em um circuito de distribuição, interligando o terminal de aterramento do quadro
de onde parte o circuito ao terminal de aterramento do quadro alimentado por
circuito.
Um condutor de proteção deve, de preferência, fazer parte da mesma linha
elétrica do circuito a que corresponde, o que aliás é explicitamente recomendado
pela NBR 5410 no caso dos esquemas TN. Também pode-se ter um condutor de
proteção comum a vários circuitos, desde que esses estejam contidos na mesma
linha elétrica.
Como condutores de proteção devem ser usados preferencialmente:
• veias de cabos multipolares;
• condutores isolados ou cabos unipolares contidos na mesma linha elétrica do
circuito.
A seção mínima dos condutores de proteção é determinada através da Tabela
10.3.
Tabela 10.3: Seção mínima dos condutores de proteção.
Seção dos condutores fase [mm2] Seção mínima do condutor de
proteção correspondente [mm2]
S ≤ 16 S
16 < S ≤ 35 16
S > 35 S/2
Os condutores de proteção devem estar convenientemente protegidos contra
deteriorações mecânicas e químicas e contra os esforços eletrodinâmicos. Suas
ligações devem estar acessíveis para verificações e ensaios, com exceção das
executadas dentro das caixas moldadas ou juntas encapsuladas.
Nenhum dispositivo de comando ou proteção deve ser inserido no condutor
de proteção, porém podem ser utilizadas ligações desmontáveis por meio de
ferramentas, para fins de ensaios.
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11 – DISPOSITIVOS A CORRENTE RESIDUAL-DIFERENCIAL (DRs)
Os dispositivos a corrente residual-diferencial constituem-se no meio mais
eficaz de proteção das pessoas contra choques elétricos. São o único meio ativo de
proteção contra contatos diretos e, na grande maioria dos casos, o meio mais
adequado para proteção contra contatos indiretos. Por outro lado, podem exercer a
proteção contra incêndios e também constituir-se em vigilantes da qualidade da
instalação.
Os dispositivos DRs podem ser classificados quanto à sua sensibilidade:
quanto maior o valor da corrente diferencial-residual nominal de atuação, menor a
sensibilidade. Os dispositivos com I∆N ≤ 30 mA são considerados de alta
sensibilidade, oferecendo proteção contra contatos diretos e indiretos; aqueles com
I∆N > 30 mA são de baixa sensibilidade, oferecendo apenas proteção contra contatos
indiretos.
No que concerne às funções executadas, os DRs podem ser:
• interruptores DR, destinados à proteção contra choques elétricos por contato
direto (os alta sensibilidade) e por contato indireto (os de alta e baixa
sensibilidade); possuem, via de regra, baixas capacidades de interrupção e
devem ser utilizados, nos circuitos, em conjunto com dispositivos de proteção
contra sobrecorrentes (disjuntores e fusíveis);
• disjuntores DR, dispositivos mais completos, com capacidade de interrupção
mais elevada, que garantem, além da proteção contra choques elétricos, a
proteção contra sobrecorrentes, isto é, contra correntes de sobrecarga e de
curto-circuito.
A Figura 11.1 apresenta exemplos de dispositivos DRs.
Figura 11.1: Exemplos de dispositivos DRs.
11.1 – Princípio de funcionamento dos dispositivos DRs.
Os dispositivos DRs funcionam como um sensor que mede as correntes que
entram e saem em um circuito, conforme se vê na Figura 11.2. O esquema 1
apresenta o dispositivo monitorando duas correntes de mesmo valor, porém de
direções contrárias em relação à carga. Se chamarmos a corrente que entra na
carga de +I e a que sai de -I, logo a soma das correntes é igual a zero (esquema 2).
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A soma só não será igual a zero se houver corrente fluindo para a terra (esquema
3), como no caso de um choque elétrico. A sensibilidade do interruptor, que varia de
15 a 500mA, deve ser dimensionada com cuidado, pois existem perdas para a terra
inerentes à própria qualidade da instalação.
Figura 11.2: Princípio de funcionamento de um dispositivo DR.
11.2 – Aplicação dos dispositovos DR.
Os dispositivos DR podem ser utilizados na proteção contra contatos indiretos
qualquer que seja o sistema de aterramento utilizado, podendo ser utilizado tanto
dispositivos de alta como de baixa sensibilidade, lembrando que os dispositivos de
alta sensibilidade constituem proteção adicional contra contatos diretos.
Esquema TT.
Nas instalações com esquema TT o DR é o único meio viável para proteção
contra contatos indiretos, o mesmo ocorrendo com instalações alimentadas por rede
pública em baixa tensão com esquema TN-C-S.
A NBR 5410 admite, neste esquema, o uso de um único dispositivo DR,
instalado na origem da instalação, proporcionando uma proteção geral contra
contatos indiretos. Assim, nas unidades de consumo alimentadas por rede pública
em baixa tensão, o dispositivo poderia ser localizado junto ao medidor, isto é:
• na caixa de entrada de unidades isoladas (residências e pequenos
estabelecimentos comerciais), conforme se observa na Figura 11.3;
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Figura 11.3: Instalação de um único DR em unidade isolada.
• no centro de medição de prédios com várias unidades(prédios comerciais ou
residenciais e shopping centers), conforme se observa na Figura 11.4.
Figura 11.4: Instalação de um único DR em um prédio com várias unidades.
É importante observar que:
• o DR único deverá ser, na maioria dos casos, de alta sensibilidade, tendo em
vista as necessidades de proteção adicional contra contatos diretos, como no
caso de circuitos de tomadas de banheiros;
• para que seja viável a utilização de único DR de alta sensibilidade é fundamental
que ele não atue com a corrente de fuga total normal da instalação; por exemplo,
no caso de um DR de 30 mA, a corrente de fuga em condições normais não deve
ultrapassar 15 mA;
• o surgimento de uma falta fase-massa que provoque o aparecimento de uma
tensão de contato perigosa fará o dispositivo atuar, desligando toda a instalação.
Assim, o uso de único DR é, via de regra, uma solução aplicável a instalações
de pequeno e médio porte (tipicamente apartamentos de até 3 dormitórios).
Quando não for possível ou recomendável utilizar um único DR, duas são as
soluções mais indicadas:
• instalar um DR de baixa sensibilidade como proteção geral (na origem ou quadro
de distribuição da instalação) e disjuntores DR de alta sensibilidade nos circuitos
terminais, conforme se vê na Figura 11.5;
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Figura 11.5: Instalação de DR na entrada e em circuitos terminais.
• instalar um interruptor DR em cada derivação da instalação, isto é, em cada um
dos circuitos de distribuição, se existir mais de um, ou em cada subdivisão feita
no próprio quadro, conforme se observa na Figura 11.6.
Figura 11.6: Instalação de DRs em cada subdivisão da instalação.
Esquema TN.
Nas instalações com esquema TN a NBR 5410, além de considerar os DRs
como um dos meios possíveis para proteção contra contatos indiretos, recomenda
especificamente seu uso em circuitos terminais que alimentam:
• tomadas de corrente em áreas externas e locais com piso e/ou revestimento não
isolantes;
• aparelhos de iluminação instalados em áreas externas.
Para esta configuração de aterrmento é recomendado o uso de dispositivos
DRs de alta sensibilidade.
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Esquema IT.
Nas instalações com esquema de aterramento IT, o DR é o dispositivo mais
indicado no caso de massas aterradas individualmente ou por grupos.
11.3 – Dimensionamento.
No dimensionamento dos dispositivos DRs, a corrente nominal do dispositivo
deve ser igual ou maior que o valor da corrente nominal do dispositivo de proteção
utilizado contra sobrecorrente. A Tabela 11.1 apresenta exemplos de valores dos
dispositvos DRs.
Tabela 25. Exemplos de valores de disjuntores diferenciais-residuais.
Número de pólos I∆∆∆∆N [A] IN [A]
16
20
25
32
40
50
63
80
90
30 mA
100
16
20
25
32
40
50
63
80
90
Bipolar e Tripolar:
230/400 V
300 mA
100