Sistema de Aterramento

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Universidade Federal do Ceará
Departamento de Engenharia Elétrica
Disciplina de Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
Sistema de Aterramento
Profª Ruth Pastôra Saraiva Leão, Ph.D., P.D.
Luís Paulo Carvalho dos Santos – 0276335
Luiz Fernando Almeida Fontenele – 0276348
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.
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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.
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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 sobretensões devidas 
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 à terra, 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.
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Definição
Neutro
Terra
Definição
Neutro:
Condutor fornecido pela concessionária, pelo qual 
há o retorno de corrente elétrica;
Terra:
Condutor construído através de uma haste metálica 
e que, em situações normais, não deve possuir 
corrente elétrica circulante.
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Classificação
Funcional:
Aterramento de um 
condutor vivo;
Proteção:
Aterramento das 
massas e dos 
elementos condutos 
estranhos à instalação;
De Trabalho:
Aterramento de uma 
parte de um circuito.
Normas
NBR 5410/1997 Baseada na IEC 60.364: Electrical Installations Buildings;
Instalações elétricas de baixa tensão;
Sumário:
1. Objetivo;
2. Referências normativas;
3. Definições;
4. Determinação das características gerais;
5. Proteção para garantir segurança;
6. Seleção e instalação dos componentes;
7. Verificação final;
8. Manutenção;
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.
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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.
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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:
Neutro:
Azul-claro;
Condutor de proteção 
(PE):
Verde-amarelo;
Condutor PEN:
Azul-claro com anilha
verde-amarela.
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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
SS ≤ 16mm²
Seção mínima dos 
condutores de proteção 
(S’) (mm²)
Seção dos condutores 
fases(S) (mm²)
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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
25mm² de seção e 10m 
de comprimentoCabo de cobre
Profundidade mínima de 
0,60m. Largura na 
posição vertical
25mm² de seção, 2mm 
de espessura e 10m de 
comprimento
Fita de cobre
Enterramento 
totalmente vertical
Diâmetro de 15mm com 
2,00 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
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Esquemas de Aterramento
Simbologia:
Primeira letra:
T Ponto diretamente aterrado;
I Isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou 
aterramento de um ponto através de uma impedância;
Segunda letra:
T Massas diretamente aterradas, independentemente do 
aterramento eventual de um ponto de alimentação;
N Massas ligadas diretamente ao ponto de alimentação 
aterrado (corrente alternada: ponto aterrado neutro);
Demais letras:
S Funções de neutro e de proteção asseguradas por 
condutores distintos;
C Funções de neutro e de proteção combinadas em um 
único condutor.
Esquemas de Aterramento
Simbologia:
L1, L2 e L3 Condutores fase;
N Condutor neutro;
T Condutor terra (ou de proteção);
PE Condutor de proteção;
PEN Condutor de proteção e neutro;
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Esquemas de Aterramento
Sistema TN-S:
Condutor neutro e de proteção são distintos.
Esquemas de Aterramento
Sistema TN-C:
Condutores neutro e de proteção são combinados 
em um único condutor, ao longo de toda a 
instalação.
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Esquemas de Aterramento
Sistema TN-C-S:
Condutores neutro e de proteção são combinados 
em um único condutor em parte da instalação
Esquemas de Aterramento
Sistema TN:
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 é uma 
corrente de curto-circuito.
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Esquemas de Aterramento
Sistema TN:
Havendo uma falta de impedância desprezível 
entre um condutor de fase e um de proteção ou 
uma massa, o seccionamento automático deve se 
efetuar no tempo máximo igual ao especificado:
Impedância do percurso da corrente de falta;
Corrente que assegura a atuação do 
dispositivo de proteção em um tempo máximo 
especificado;
Tensão nominal entre fase e terra.
sZ
s a oZ I U⋅ =
aI
oU
Esquemas de Aterramento
Sistema TT:
Ponto de alimentação diretamente aterrado;
Massas de instalação ligadas a eletrodos de 
aterramento eletricamente distintos do eletrodo de 
aterramento da alimentação.
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Esquemas de Aterramento
Sistema TT:
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;
Soma das resistências do eletrodo de 
aterramento e dos condutores de proteção das 
massa;
Corrente diferencial-residual nominal;
Tensão de contato limite.
A n LR I UΔ⋅ =
AR
nIΔ
LU
Esquemas de Aterramento
Sistema IT:
Não possui qualquer ponto da alimentação 
diretamente aterrado;
Massas da instalação aterradas.
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Esquemas de Aterramento
Sistema IT:
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 instalaçõeshospitalares, onde a 
continuidade da alimentação e a segurança dos 
pacientes são essenciais.
Sistema IT:
As massas deve ser aterradas individualmente, em 
grupos ou em conjunto;
Resistência do eletrodo de aterramento das 
massas;
Corrente de falta no caso de uma primeira 
falta direta entre um condutor de fase e uma 
massa;
Tensão de contato limite.
A d LR I U⋅ =
AR
dI
LU
Esquemas de Aterramento
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Projeto
Resistividade do solo;
Tipo 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 equipotencialização devem 
seguir o caminho mais reto e curto possível, a 
fim de minimizar sua impedância.
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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.
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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 é a resistência 
do terra.
Sistema de Proteção contra Descargas 
Atmosféricas (SPDA)
Função:
Proteger uma construção ou estrutura contra os 
efeitos das descargas atmosféricas;
Componentes:
Sistema externo (pára-raios);
Condutores de descida;
Aterramento.
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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 à terra;
Fio, fita ou cabo de cobre;
Isoladores:
Porcelana ou vidro;
10 kV;
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 mm2 até 19 fios
25 mm X 2mm X 10,00 m
25 mm (int.) X 2,40 m
13 mm (ext.) X 2,40 m
2 mm X 0,25 mm2
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
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Eletrodos de Terra
Resistência de terra
NBR 5.419/93
Proteção de Estruturas contra Descargas 
Atmosféricas
Medição:
Megger
Subestação Fortaleza II
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Subestação Fortaleza II
Subestação Fortaleza II
22
Subestação Fortaleza II