aula_01_elet_industrial_aterramento [Modo de Compatibilidade]

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ATERRAMENTO ELÉTRICO
Eletricidade Industrial
O QUE É UM ATERRAMENTO?
� Quando utiliza-se o termo aterrado, significa que 
pelo menos um ponto do sistema está 
propositalmente levado à Terra.
� Em sistemas elétricos, quando nos referimos a 
tensões, geralmente o potencial de referência é o 
da terra. A escolha da terra como referência é 
uma boa escolha pois ela está presente em todos 
os sistemas sobre a crosta terrestre.
OBJETIVO DO ATERRAMENTO
� O principal objetivo é o de controlar a tensão em 
relação a terra dentro de níveis previsíveis. Pode 
fornecer também um caminho para a circulação 
de correntes de falta, sensibilizando instrumentos 
de proteção
� Essa ligação diminui os esforços de tensões sobre 
a isolação, diminui interferências e reduz a 
possibilidade de choques.
VANTAGENS DO SISTEMA ATERRADO
� Protege pessoas e equipamentos contra faltas na 
instalação
� Garante um caminhos, fechado, seguro e de baixa 
impedância para as correntes de descarga 
atmosférica.
CONSEQÜÊNCIAS DO SISTEMA NÃO
ATERRADO
� Possível elevação do potencial em relação a terra, 
no caso de descargas de alta intensidade
� Energização de partes normalmente não 
energizadas, sem a devida atuação da proteção
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CONSEQÜÊNCIAS DO SISTEMA NÃO
ATERRADO OBJETIVOS DO ATERRAMENTO
� Segurança Pessoal
OBJETIVOS DO ATERRAMENTO
� Desligamento Automático
OBJETIVOS DO ATERRAMENTO
� Eliminação de Cargas Estáticas
OBJETIVOS DO ATERRAMENTO
� Uniformidade referencial
OBJETIVOS DO ATERRAMENTO
� Controle de Tensões
� Transitórios
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CONCEITOS
� Tensão de Contato
� É a tensão que aparece, quando há falha da isolação, 
entre duas partes simultâneas, acessíveis
� Tensão de Toque
CONCEITOS
� Tensão de Passo
CONCEITOS
� Ruido de Modo Comum
LIGAÇÃO A TERRA
� Exemplo
� Imagine a situação ao lado, na 
qual tem-se uma corrente de 
1000A sendo conduzida pelo 
eletrodo e uma resistência de 
terra de 25ohms/30cm, a tensão 
de passo nessa região será de?
LIGAÇÃO A TERRA
� Exemplo
� Com a malha de terra sobre
os pés, a resistência diminui
consideravelmente (mais de
1000 vezes) e a tensão
diminui na mesma proporção
ELETRODOS DE ATERRAMENTO
� Eletrodos Existentes 
(Naturais)
� estruturas metálicas de 
torres, edificações, etc . Deve 
ser garantida a continuidade.
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ELETRODOS DE ATERRAMENTO
� Eletrodos Fabricados 
� Normalmente são hastes de 
aterramento
ELETRODOS DE ATERRAMENTO
� Eletrodos Encapsulados em 
Concreto
� O concreto em contato com o 
solo possui uma resistividade 
de aprox. 3000Ohm/m, muito 
abaixo que a do solo
ELETRODOS DE ATERRAMENTO
� Outros Eletrodos
� Podem ser cabos ou fitas 
enterradas
ATERRAMENTO E SISTEMAS DE
PROTEÇÃO
� O aterramento está presente em diversos 
sistemas de proteção: proteção contra choques, 
contra descargas atmosféricas, contra 
sobretensões, proteção de linhas de sinais e de 
equipamentos eletrônicos sensíveis
PROTEÇÃO CONTRA CHOQUES
ELÉTRICOS
� O risco está diretamente associado ao valor da 
corrente e o tempo de exposição.
PROTEÇÃO CONTRA CHOQUES
ELÉTRICOS
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ESQUEMAS DE PROTEÇÃO
� Para a proteção de contra choques existem 
diversos esquemas de proteção que podem ser 
adotados, dentre eles tem-se os seguintes:
� TT
� TN
� IT
ESQUEMAS DE PROTEÇÃO - TT
O Neutro é diretamente ligado a terra, e as massas 
ligadas a um eletrodo de aterramento independente. 
Nesse caso a corrente de falta circula pela terra o que 
limita o valor da corrente, geralmente não 
sensibilizando dispositivos de proteção como 
disjuntores e fusíveis, mas sendo perigosa para os 
seres humanos. Deve-se necessariamente utilizar 
dispositvos DR.
ESQUEMAS DE PROTEÇÃO - TT ESQUEMAS DE PROTEÇÃO - TN
Nesse caso o circuito da corrente de falta é de baixa 
impedância, gerando correntes elevadas que podem 
ser detectadas pelo sistema de proteção (fusíveis e 
disjuntores), pode ser o sistema TN-S e TN-C
ESQUEMAS DE PROTEÇÃO - TN ESQUEMAS DE PROTEÇÃO - IT
Parecido com o TT, porém é adicionada uma 
impedância de aterramento, limitando-se a corrente 
de falta a um valor desejado
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PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS
ATMOSFÉRICAS
� A NBR 5410 recomenda que seja utilizada 
preferencialmente as ferragens da estrutura para 
a proteção contra descargas e que seja feito um 
anel envolvendo as fundações da periferia da 
edificação. Isso possibilita que haja uma 
equalização das diversas massas existentes na 
edificação
PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS
ATMOSFÉRICAS
PROTEÇÃO CONTRA SOBRE-TENSÕES
� Quando há chaveamentos ou descargas nos 
circuitos esses ficam sujeitos a sobretensões. Para 
evitar os efeitos dessas sobretensões são 
instalados para-raios (protetores de surtos) , que 
podem ser centelhadores,varistores, diodos de 
linha, etc.
PROTEÇÃO CONTRA SOBRE-TENSÕES
PROTEÇÃO DE EQUIPAMENTOS
ELETRÔNICOS
� Pode-se estabelecer a seguinte sequência na 
tentativa de proteger equipamentos eletrônicos:
� Proteção pelo sistema de aterramento de força
� Utilização do sistema Isolado
� Sistema radial de ponto único
� Malha de terra de referência (MTR)
SISTEMA DE ATERRAMENTO DE
FORÇA
� São inadequados para sistema eletrônicos:
� Circulação de correntes espúrias, provocadas por 
circulação anódica/catódica, induções 
eletromagnéticas, correntes de neutro, etc
� Em regime transitório, pode-se ter valores elevados
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SISTEMA DE ATERRAMENTO ISOLADO
� Reduz as correntes espúrias
� Os inconvenientes são:
� Aterramento da carcaça dos equipamentos não é o 
mesmo dos sistemas eletrônicos
� Mesmo projetando o aterramento isolado ainda existe 
o acoplamento entre as malhas de terra pois o solo é 
condutor
� A malha apresenta condutores longos e loops, 
inerentes de sistemas de malhas convencionais
ATERRAMENTO DE “PONTO ÚNICO”
�Elimina os problemas da diferença de 
potencial que podem aparecer em malhas 
isoladas, aumentando a segurança 
pessoal.
�Principais características:
� Equipamentos eletrônicos são isolados e 
ligados a suas barras de terra também 
isoladas. A equipotencialiação é feita através 
de cabo isolado até a barra do sistema de força, 
que é interligada até a malha de terra por 
meio de cabo isolado. 
� Ascarcaças dos equipamentos eletrônicos são 
ligadas a malha de terra de forma 
convencional
ATERRAMENTO DE “PONTO ÚNICO”
� Quando existir um quadro de força único, a 
melhor forma é aterrar as carcaças por meio de 
cabo isolado até a barra do quadro de 
distribuição, que deve possuir:
� Barra de neutro
� Barra de terra – ligada as carcaças
� Barra de terra isolada – destinada a equipamentos 
eletrônicos para ser usada como referência.
ATERRAMENTO DE “PONTO ÚNICO”
ATERRAMENTO DE “PONTO ÚNICO”
� Para a eficácia desse método deve-se sempre 
manter somente uma conexão entre os sistemas 
de terra, de modo a não criar condições para a 
circulação de correntes entre os sistemas.
MALHA DE TERRA DE REFERÊNCIA
(MTR)
� Tem o objetivo de cancelar o inconveniente de 
limitar as interferências de alta frequência 
provenientes dos acoplamentos entre os sistemas.
� Baseada nos princípios de conduções de sinais de 
alta frequência, define o “mesh” para filtrar os 
sinais de altas frequências.
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MALHA DE TERRA DE REFERÊNCIA
(MTR) EQUIPOTENCIALIZAÇÃO
� Em qualquer projeto deve ser assegurado que 
todos os sistemas de proteção sejam interligados. 
O ponto dessa interligação é o TAP – Terminal 
de Aterramento Principal, que deve possuir as 
seguintes características:
� Deve ser de uma barra de cobre retangular de no 
mínimo 500x50x3mm
� Deve ser instalado isolado da parede por meio de 
isoladores de baixa tensão e o mais próximo possível do 
solo, geralmenteé instalado internamento ao QGF.
� Deve ser ligado diretamento ao anel de aterramento da 
edificação, por meio de cabo isolado com seção de no 
mínimo 16mm2
RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO
�Com o sistema totalmente 
equipotencializado, o valor da Resistência 
de aterramento deixa de ser importante, 
porém o recomendado é um valor de 
aprox. 10ohms.
�Os valores máximos da resistência de 
aterramento tem relação com a corrente 
protegida pelo DR e pode ser dada pela 
seguite eq:
� R=UL/Ia , em que
Ia = corrente de atuação do DR
UL=tensão limite de contato (25 ou 50V)
RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
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DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
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DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
RESIDUAL - DR
ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
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ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
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ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
ESQUEMA DE LIGAÇÃO – DR NA
ENTRADA
MONTAGEM – DR NA ENTRADA MONTAGEM – DR POR SETOR
MONTAGEM – DR EM QUADRO
PLÁSTICO
OBJETIVOS DO ATERRAMENTO
• Obter uma resistência de aterramento a mais baixa possível, para correntes de 
falta à terra;
• Manter os potenciais produzidos pelas correntes de falta dentro de limites de 
segurança de modo a não causar fibrilação do coração humano;
• Fazer que os equipamentos de proteção sejam mais sensibilizados e isolem 
rapidamente as falhas à terra;
• Proporcionar um caminho de escoamento para terra de descargas atmosféricas;
• Usar a terra como retorno de corrente do sistema MRT;
• Escoar as cargas estáticas geradas nas carcaças dos equipamentos.
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RESISTIVIDADE DO SOLO
• A resistividade do solo varia com o tipo de 
solo, mistura de diversos tipos de solo, teor 
de umidade, temperatura, compactação e 
pressão, composição química dos sais 
dissolvidos na água retida e concentração 
dos sais dissolvidos na água retida.
Medição de Resistividade da Terra
• Método de Wenner.
MEDIÇÃO DA RESISTIVIDADE DO SOLO
• MÉTODO DOS QUATRO PONTOS (WENNER)
• (ANTES DE DIMENSIONAR MALHA)
MEDE-SE A RESISTÊNCIA PARA a = 4, 8, 
16, 32 m ... EM DOIS EIXOS
ORTOGONAIS. A RESISTIVODADE É 
DADA POR ρ = 2 π R
A ANÁLISE DOS VALORES OBTIDOS 
PERMITE DEFINIR SE O SOLO É
HOMOGÊNEO OU SE DEVE SER 
MODELADO EM CAMADAS, PARA O
DIMENSIONAMENTO DA MALHA.
PROCEDIMENTOS PARA MEDIÇÃO DO 
TERRA
• Este processo consiste, basicamente, em aplicarmos uma tensão entre terra 
a ser medido e o terra auxiliar (eletrodos fixos ou eletrodos de corrente) e 
medirmos a resistência do terreno até o ponto desejado (eletrodo móvel ou 
eletrodo de tensão). O esquema de ligações é mostrado na figura abaixo:
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA DE 
ATERRAMENTO Terrômetros
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FLUKE-1623: Medidor de resistência de 
aterramento (Terrômetro) Procedimento
• Alinhar o sistema de aterramento principal com as hastes de 
potencial e auxiliar;
• A distância entre o sistema de aterramento principal e a haste 
auxiliar deve ser suficientemente grande ( por volta de 35m), para 
que a haste de potencial atinja a região plana do patamar. Devem 
ser feitas diversas medidas para levantamento do gráfico
• O aparelho deve ficar o mais próximo possível do sistema de 
aterramento principal;
• As hastes de potencial e auxiliar devem estar bem limpas, para 
possibilitar bom contato com o solo;
• Calibrar o aparelho, isto é, ajustar o potenciômetro e o 
multiplicador MEGGER, até que seja indicado o valor zero;
• As hastes usadas devem ser do tipo cooperweld, com 1,2m de comprimento e 
diâmetro de 16mm;
• Cravar as hastes no mínimo a 70cm do solo;
• O cabo de ligação deve ser de cobre com bitola mínima de 2,5mm_;
• As medições devem ser feitas em dias em que o solo esteja seco, para se 
obter o maior valor da resistência de terra deste aterramento;
• Se não for o caso acima, anotar as condições do solo;
• Se houver oscilação de leitura, deslocar a posição da medição, carga da 
bateria ou o estado do aparelho;
• O terra a ser medido deve estar desconectado do sistema elétrico.
Levantar o gráfico dos diversos pontos medidos no deslocamento da haste 
móvel.
Procedimento Cuidados
• ATENÇÃO: USAR LUVAS!!
• SURTOS DE MANOBRA
• CURTO-CIRCUITO
• TEMPO RUIM
• INTERFERÊNCIA DE (LTs, LDs)
Valores
• Conforme orientação da ABNT a resistência 
deve atingir no máximo 10 Ohms, quando 
equalizado com o sistema de pára-raios ou no 
máximo 25 Ohms quando o sistema de pára-
raios não existir na instalação.
TERRÔMETRO
ALICATE TERRÔMETRO
• Mede a resistência de sistemas de 
aterramento formados por estacas ou 
malhas pequenas por medição da 
resistência de um laço de terra 
aproveitando a presença de 
aterramentos vizinhos, sem a 
necessidade de utilizar estacas 
auxiliares próprias e sem desconectar 
o aterramento sob teste.
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ALICATE TERRÔMETRO
• Mede a resistência de eletrodos de aterramento (Rg) em 
sistemas multiaterrados.
O valor de resistência medido pelo 
instrumento representa a soma da
resistência Rg com a resistência 
equivalente do circuito formado pelas
demais resistências de aterramento 
interligadas (em paralelo).
ALICATE TERRÔMETRO
•Também mede a corrente de fuga em equipamentos aterrados.
CARACTERÍSTICAS DO TRATAMENTO QUÍMICO 
DO SOLO
O tratamento químico do solo visa a diminuição de sua 
resistividade, conseqüentemente a diminuição da resistência 
de aterramento.
Os materiais a serem utilizados para um bom tratamento 
químico do solo devem ter as seguintes características:
-Não ser corrosivo;
-Baixa resistividade elétrica;
-Quimicamente estável no solo;
-Não ser tóxico;
-Não causar danos a natureza.
O tipo mais recomendado de tratamento químico, é o uso do 
Gel químico, que é constituído de uma mistura de diversos 
sais que, em presença da água, formam o agente ativo do 
tratamento.