Aula - Esquemas de aterramento

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Instalações Elétricas
Esquemas de aterramento
Instituto Federal de Rondônia – IFRO
Campus Porto Velho Calama
Curso de Engenharia de Controle e Automação
Prof. Me. Vitor Akira Uesugui Costa
E-mail: vitor.costa@ifro.edu.br
ATERRAMENTO
❑ Segundo a ABNT, aterrar significa colocar instalações e equipamentos no
mesmo potencial de modo que a diferença de potencial entre a terra e o
equipamento seja zero.
❑ Aterrar um dispositivo ou equipamento está relacionado a interligá-lo com a
terra propriamente dita. Então quando nos referenciamos a um dispositivo
aterrado estamos afirmando que pelo menos um de seus terminais estão
propositalmente ligados a terra.
ATERRAMENTO
❑ Principais funções do aterramento:
▪ Proteger a integridade física das pessoas;
▪ Facilitar a atuação dos dispositivos de proteção (desligamento automático);
▪ Descarregar cargas eletrostáticas de carcaças de objetos e equipamentos;
▪ Referenciar o condutor neutro do transformador (aterramento funcional).
ATERRAMENTO
❑ Proteção da integridade física das pessoas: o aterramento deve garantir que,
em caso de falha na isolação dos equipamentos, a corrente de fuga passe
através do condutor de aterramento ao invés de percorrer o corpo de uma
pessoa que esteja encostando eventualmente neste equipamento.
ATERRAMENTO
❑ Falha de isolação – Equipamento não aterrado
ATERRAMENTO
❑ Falha de isolação – Equipamento não aterrado
ATERRAMENTO
❑ Falha de isolação – Equipamento aterrado
ATERRAMENTO
❑ Atuação dos dispositivos de proteção: em geral, os sistemas de aterramento
devem oferecer um percurso de baixa impedância de retorno para a terra da
corrente de falta, o que resulta no aumento excessivo da mesma, permitindo,
assim, que haja a operação automática, rápida e segura do sistema de proteção.
ATERRAMENTO
❑ Escoamento de cargas eletrostáticas: o aterramento deve escoar cargas
estáticas acumuladas em estruturas, suportes e carcaças dos equipamentos em
geral.
https://www.youtube.com/watch?v=tuZxFL9cGkI
ATERRAMENTO
❑ Aterramento funcional: o aterramento funcional é a ligação do condutor
neutro do sistema à terra, tem por objetivo definir uma referência para as fases
e estabilizar a tensão da instalação em relação à terra durante seu
funcionamento.
ELETRODOS DE ATERRAMENTO
❑ Toda edificação deve dispor de uma infraestrutura de aterramento, denominada
“eletrodo de aterramento”, sendo admitidas as seguintes opções:
▪ preferencialmente, uso das próprias armaduras de concreto das fundações;
▪ uso de fitas, barras ou cabos metálicos, especialmente previstos, imersos no
concreto das fundações;
▪ uso de malhas metálicas enterradas, no nível das fundações, cobrindo a área da
edificação;
▪ no mínimo, uso de anel metálico enterrado, circundando o perímetro da
edificação.
ELETRODOS DE ATERRAMENTO
❑ Pelo exposto, fica claro que não é permitido pela NBR 5410:2004 o uso do
eletrodo de aterramento (haste) do padrão de entrada da concessionária como
eletrodo de aterramento da instalação elétrica da residência.
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ A NBR 5410 define três principais tipos de esquemas de aterramento que podem
ser utilizados nas instalações elétricas de baixa tensão: TN, TT e IT.
▪ 1ª letra – indica a situação da alimentação em relação à terra:
T – um ponto diretamente aterrado
I – nenhum ponto aterrado ou aterramento através de impedância
▪ 2ª letra – indica a situação das massas em relação à terra:
T – diretamente aterradas (eletrodo independente da alimentação)
N – ligadas ao ponto de alimentação aterrado (neutro)
▪ Outras letras – especificam a forma de aterramento da massa, utilizando o aterramento da
fonte de alimentação:
S – neutro e proteção (PE) por condutores distintos (separados)
C – neutro e proteção em um único condutor (PEN)
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN (TN-C, TN-S, TN-C-S):
▪ Neutro da fonte ligado diretamente ao eletrodo de aterramento, estando as
massas da instalação ligadas a este mesmo ponto por condutores metálicos;
▪ Sendo assim, o caminho da corrente de falta será inteiramente composto por
condutores metálicos, constituindo um circuito elétrico de baixa impedância;
▪ É o sistema mais comum no Brasil quando se trata de instalações alimentadas
diretamente pela rede pública de baixa tensão;
▪ Possui variações: TN-C; TN-S; TN-C-S.
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-C:
▪ As funções de neutro e terra são combinadas em um único condutor (PEN).
▪ Existe economia de condutores, uma vez que é utilizado o condutor PEN.
▪ O rompimento do condutor PEN traz sérios problemas para a segurança, pois
pode colocar a massa do equipamento em um potencial igual ao da fase em
relação à terra.
▪ Em função da possibilidade de ocorrência do rompimento, a NBR 5410 exige
que a seção mínima do condutor PEN seja de 10 mm² em cobre;
▪ Esse esquema não admite que o seccionamento automático para proteção contra
choques seja feita pelo DR, pois não será capaz de atuar (terra e neutro são
únicos). *(ver esquema TN-C-S)
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-C:
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-S:
▪ O condutor neutro e o condutor de proteção são distintos, embora estejam
equipotencializados no mesmo eletrodo de aterramento.
▪ Pode ser utilizado com condutores de qualquer tipo e seção, além de permitir o
uso do dispositivo DR, como proteção contra contatos indiretos ou diretos.
▪ Devemos lembrar, no entanto, que no TN-S não existe “economia” de um
condutor, visto que o neutro e o condutor de proteção (PE) são separados.
▪ Esquema relativamente mais seguro que o TN-C, pois reduz os riscos de
energização das massas em caso de falha ou rompimento no neutro.
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-S:
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-C-S:
▪ Neste tipo de aterramento, as funções de neutro e proteção são combinadas num
único condutor apenas em uma parte do sistema;
▪ Geralmente tem-se um condutor PEN do quadro de medição até o quadro de
distribuição da instalação. Dentro do quadro de distribuição o condutor PEN é
desmembrado e derivado para um barramento de neutro e para outro de
aterramento;
▪ *Permite a realização o seccionamento automático de proteção contra choque
por DR a partir do ponto em que o PEN é desmembrado em PE e N;
▪ É um misto dos esquemas TN-C e TN-S.
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-C-S:
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ 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 TN-C-S).
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-C-S:
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-C-S:
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-C-S:
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TN-C-S:
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TT:
▪ Neutro da fonte ligado diretamente ao aterramento, estando as massas da
instalação ligadas a eletrodo de aterramento independente da fonte;
▪ No caso de falta, o percurso da corrente de falta inclui a terra, o que limita muito
o valor da corrente devido ao alto valor de resistência de terra;
▪ Corrente de falta pode ser insuficiente para atuação de disjuntores, mas nocivas
para seres humanos, devendo a proteção ser garantida por dispositivos DR;
▪ Recomendado para sistemas onde a fonte de alimentação e a carga estiverem
distantes uma da outra.
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TT:
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema TT:
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema IT:
▪ Esquema parecido com o TT, porém o aterramento da fonte é realizado através
da inserção de uma impedância de valor elevado, com isso limita-se a corrente
da falta a um valor desejado de modo anão permitir que a primeira falta
desligue o sistema;
▪ O objetivo do sistema IT é evitar que a primeira falta desligue o sistema,
contudo deve-se identificá-la e eliminá-la o mais rápido possível;
▪ Exige manutenção especializada (com inspeções e medições periódicas da
resistência de isolação);
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema IT:
▪ Usado onde é indispensável a continuidade do serviço (hospitais, indústrias,
etc.);
▪ Sistema complexo e de custo elevado em virtude da utilização de dispositivos de
monitoramento (Dispositivo Supervisor de Isolamento – DSI);
▪ Caso haja uma segunda falta, ocorrerá o seccionamento automático por
disjuntores ou DR.
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
❑ Esquema IT:
❑ ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/CIE 8995-1:
Iluminação de ambientes de trabalho – Parte 1: Interior. Rio de Janeiro, p. 46, 2013.
❑ CRUZ, Eduardo Cesar Alves; ANICETO, Larry Aparecido. Instalações elétricas:
fundamentos, práticas e projetos em instalações residenciais e comerciais. Saraiva
Educação SA, 2019.
Referências