Aula 10 - Sistemas de Aterramento Elétrico

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Sistemas de 
Aterramento 
ElétricoElétrico
Aula 10
Introdução
• Os sistemas elétricos em geral não precisam estar ligados a terra
para seu funcionamento de fato.
• Porém, nos sistemas elétricos quando indicamos as tensões,
geralmente elas são referidas a terra que, neste caso, representa
um ponto de referência (ponto de potencial zero) ao qual todas as
outras tensões são referidas.
• Quando alguém está em contato com a terra, seu corpo está
aproximadamente no potencial da terra. Se a estrutura metálica de
uma edificação está aterrada, então todos os seus componentes
metálicos estão aproximadamente no potencial de terra.
Isolado
• Quando se diz que algum aparelho está aterrado(ou eletricamente
aterrado) significa que um dos fios de seu cabo de ligação está
propositalmente ligado à terra. Ao fio que faz essa ligação
denominamos "FIO TERRA".
• O aterramento dos sistemas elétricos visa à proteção das pessoas
e do patrimônio contra uma falta (curto-circuito) na instalação e
oferece um caminho seguro, controlado e de baixa impedância em
direção à terra para as correntes induzidas por descargas
atmosféricas.atmosféricas.
• Quando uma das três fases de um sistema não aterrado entra em
contato com a terra, acidentalmente ou não, a proteção não atua e
nenhum equipamento para de funcionar.
• Nesse sistema é possível energizar a carcaça metálica de um
equipamento com um potencial mais alto que o da terra, colocando
as pessoas que tocarem o equipamento e um componente aterrado
da estrutura simultaneamente, em condições de choque.
• 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.
• É obrigatório que todas as tomadas tenham o seu fio terra.
• Normalmente elas já vêm com o fio terra instalado, seja no próprio cabo de
ligação do aparelho à tomada, seja separado dele. No primeiro caso é
preciso utilizar uma tomada com três polos onde será ligado o cabo do
aparelho.
• O aterramento é obrigatório e a baixa qualidade ou a falta do mesmo 
invariavelmente provoca queima de equipamentos. Suas características 
e eficácia devem satisfazer às prescrições:
�de segurança das pessoas,
� desligamento automático,
� cargas estáticas
�equipamentos eletrônicos
�controle de tensões
�E ainda: transitórios
ATERRAMENTO ÚNICO
O aterramento está presente em diversos sistemas de proteção dentro
de uma instalação elétrica: proteção contra choques, contra descargas
atmosféricas, contra sobretensões, proteção de linhas de sinais e de
equipamentos eletrônicos e proteções contra descargas eletrostáticas.
Normalmente, estuda-se cada proteção mencionada separadamente,Normalmente, estuda-se cada proteção mencionada separadamente,
o que leva, em alguns casos, a imaginar que tratam-se de sistemas
completamente separados de proteção.
Isso não é verdade. Para efeito de compreensão, é conveniente
separar os casos, porém, na execução dos sistemas, o que existe é
um único sistema de aterramento.
Dessa forma, veremos a seguir os principais aspectos de cada item e,
no final, iremos reuní-los em um só aterramento.
ESQUEMAS DE ATERRAMENTO
A NBR-5410 classifica os sistemas de distribuição em baixa tensão
Em função das ligações à terra da fonte de alimentação (geralmente
um transformador) e das massas, de acordo com a seguinte
simbologia, constituída de 2 ou 3 ou, eventualmente, 4 letras:
• A primeira letra representa a situação da alimentação em relação à
terra:terra:
� T = um ponto diretamente aterrado.
� I = isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou
aterramento de um ponto através de uma impedância;
• A segunda letra representa a situação das massas da instalação
elétrica em relação à terra:
� T = massas diretamente aterradas, independente do
aterramento eventual de um ponto da alimentação.
� N = massas ligadas diretamente ao ponto da alimentação
aterrado ( em CA o ponto aterrada é normalmente o neutro );
• outras letras indicam a 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). 
As instalações elétricas de baixa tensão devem ser executadas de 
acordo com os esquemas TT, TN (podendo ser TN-S, TN-C ou TN-C-
S) e IT.
OBS: NUNCA UTILIZE O NEUTRO DA REDE ELÉTRICA COMO TERRA, A NÃO
SER EM CASOS ESPECÍFICOS – CONDUTOR PEN ( ver 5410)
ESQUEMA TN
Este esquema possui um ponto de alimentação diretamente aterrado,
sendo as massas ligadas a esse ponto através de condutor de 
proteção:
� TN-S, o condutor neutro e o de proteção são distintos; 
� TN-C, o condutor neutro e o de proteção são combinados em 
um único condutor ao longo de toda a instalação. 
� TN-C-S, o condutor neutro e o de proteção são combinados em 
um único condutor em uma parte da instalação; 
a) Esquema TNa) Esquema TN--SS
T N (T N (as massa são ligadas à terra através do neutro)as massa são ligadas à terra através do neutro)
massas ligadasmassas ligadas
ao neutroao neutro
ponto neutroponto neutro
PEPE
ponto neutroponto neutro
ligado à terraligado à terra
b) Esquema TNb) Esquema TN--CC
c) Esquema TNc) Esquema TN--CC--SS
c) Esquema TNc) Esquema TN--CC--SS
ESQUEMA TT (neutro aterrado)
Este esquema possui um ponto de alimentação diretamente
aterrado, estando as massas da instalação ligado à eletrodos de
aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da
alimentação.
T T (T T (
massas à terramassas à terra
neutro ligadoneutro ligado
à terraà terra
T T (T T (neutro à terra)neutro à terra)
Esquema IT (neutro isolado ou 
aterrado por impedância)
Este esquema não possui nenhum ponto de alimentação diretamente 
aterrado, somente as massas da instalação são aterradas.
I T (neutro isolado)I T (neutro isolado)I T (neutro isolado)I T (neutro isolado)
massas à terramassas à terra
neutro isoladoneutro isolado
ou aterrado atravésou aterrado através
de uma resistênciade uma resistência
de valor elevadode valor elevado
APLICAÇÃO DOS ESQUEMAS 
TT,TN E IT
• Quando a instalação possui um transformador ou gerador próprio, como é o
caso das indústrias e de certos prédios institucionais e comerciais de porte,
via de regra, a opção é pelo esquema TN. Mas, quando o prédio é
alimentado por transformador exclusivo de propriedade da concessionária,
tem-se que consultar a concessionária a respeito da utilização de seu
neutro como condutor PEN.
• Para instalações alimentadas por rede pública de baixa tensão, caso das• Para instalações alimentadas por rede pública de baixa tensão, caso das
residências e pequenos prédios de todos os tipos, devido ao aterramento
recomendado para o neutro, o esquema IT fica eliminado e o TT é o mais
indicado.
• Quando existirem equipamentos com elevado nível de correntes de fuga, o
esquema TT não é recomendado, em virtude da possibilidade de disparos
intempestivos dos dispositivos DR’s e quando existirem equipamentos com
elevada vibração mecânica, o uso de um esquema TN não é indicado,
devido à possibilidade de rompimento dos condutores. Neste casso o
indicado é o esquema IT.
CHOQUES ELÉTRICOS
Chamamos de choque elétrico a sensação desagradável provocada
pela circulação de corrente no corpo humano. As conseqüências de
um choque elétrico podem variar de um simples susto até a morte,
dependendo da intensidade de corrente e da duração desta.
Os choques podem ser por contatos:
• Diretos: quando a pessoa toca diretamente um condutor energizado.
• Indiretos: quando a pessoa toca a massa de um equipamento que
normalmente não está energizada, mas que, porfalha da 
isolação principal, ficou energizada.
Causas dos contatos diretos: ignorância, imprudência ou 
negligência.
Características dos contatos indiretos: imprevisíveis e 
freqüentes, representam maior perigo e recebem uma importância 
maior na Norma.
Dispositivo “DR”
SãoSão dispositivosdispositivos queque detectamdetectam aa somasoma fasorialfasorial dasdas correntescorrentes queque
percorrempercorrem osos condutorescondutores VIVOSVIVOS dede umum circuitocircuito numnum determinadodeterminado
pontoponto.. OO módulomódulo dessadessa somasoma fasorialfasorial éé aa chamadachamada “Corrente“Corrente
DiferencialDiferencial--Residual”(DR)Residual”(DR) ..
•• MESMO QUE O CIRCUITO TRIFÁSICO SEJA DESEQUILIBRADO, NA MESMO QUE O CIRCUITO TRIFÁSICO SEJA DESEQUILIBRADO, NA 
AUSÊNCIA DE FUGAS:AUSÊNCIA DE FUGAS:
•• COM FUGA DE CORRENTE (CORRENTE DE FUGA = IDR):COM FUGA DE CORRENTE (CORRENTE DE FUGA = IDR):
0321 =+++ NIIII
DRN IIIII =+++ 321 DRN321
•• ATUAÇÃO IDR = I ATUAÇÃO IDR = I ∆∆ n (CORRENTE DIFERENCIALn (CORRENTE DIFERENCIAL-- RESIDUAL NOMINALRESIDUAL NOMINAL
DE ATUAÇÃO)DE ATUAÇÃO)
•• IDEAL IDEAL IDR = 0IDR = 0
•• REAL REAL IDR IDR ≠≠ 0 (CORRENTES DE FUGA 0 (CORRENTES DE FUGA -- NATURAIS)NATURAIS)
ΣΣΣΣΣΣΣΣ I I DRDR ≤≤≤≤≤≤≤≤ 0,5 . I 0,5 . I ∆∆∆∆∆∆∆∆ nn
ZONAS TEMPOZONAS TEMPO--CORRENTE DOS EFEITOS DE CORRENTE CORRENTE DOS EFEITOS DE CORRENTE 
ALTERNADAALTERNADA
( 15 A 100 Hz ) SOBRE PESSOA IEC 479( 15 A 100 Hz ) SOBRE PESSOA IEC 479
�Nenhum efeito
perceptível
� Efeitos fisiológicos
geralmente não danosos
� Efeitos fisiológicos notáveis 
(parada cardíaca,
parada respiratória, parada respiratória, 
contrações musculares)
geralmente irreversíveis.
� Elevada probabilidade de
efeitos fisiológicos graves
e irreversíveis:
- fibrilação cardíaca,
- parada respiratória.
C1:C1: não há fibrilação do 
coração.
C2:C2: 5% de probabilidade de 
fibrilação
C3:C3: 50% de probabilidade de 
fibrilação.
DISJUNTOR DR OUDISJUNTOR DR OU
INTERRUPTOR DRINTERRUPTOR DR
ALTA SENSIBILIDADE ( ALTA SENSIBILIDADE ( ≤≤ 30mA) 30mA) 
BAIXA SENSIBILIDADE ( > 30mA)BAIXA SENSIBILIDADE ( > 30mA)
ATENÇÃOATENÇÃO:: dispositivosdispositivos DRDR nãonão limitamlimitam aa correntecorrente dodo choquechoque elétricoelétrico
aa valoresvalores inferioresinferiores aa II ∆∆ nn ,, masmas apenasapenas oo tempotempo queque aa correntecorrente circulacircula
nasnas pessoaspessoas.. SuaSua açãoação éé aa dede interromperinterromper oo circuitocircuito tãotão maismais
rapidamenterapidamente quantoquanto maiormaior forfor aa correntecorrente diferencialdiferencial--residualresidual..
• Especificação: 
�� In (A) In (A) 
�� I I ∆∆∆∆∆∆∆∆ n (mA ou A) n (mA ou A) 
Dispositivo “DR” (IDR)
�� Un (V)Un (V)
�� Iint (A ou kA) Iint (A ou kA) 
�� f (Hz) f (Hz) 
�� Nº pólosNº pólos
Dispositivo DR (DDR)
•• Especificação:Especificação:
••Interruptor DR Interruptor DR 
••+ + ••+ + 
••DisjuntorDisjuntor
Disjuntor Disjuntor 
+ + 
Bloco DiferencialBloco Diferencial
Dispositivo “DR”: recomendações
•• quando utilizado apenas os quando utilizado apenas os IDR’sIDR’s, a proteção contra , a proteção contra sobrecorrentessobrecorrentes
tem que ser assegurada por dispositivo específico, atendendo às tem que ser assegurada por dispositivo específico, atendendo às 
prescrições da NBR 5410, e o IDR terá que suportar as solicitações prescrições da NBR 5410, e o IDR terá que suportar as solicitações 
térmicas e mecânicas provocadas por correntes de falta depois (a térmicas e mecânicas provocadas por correntes de falta depois (a 
jusante) de sua posição no circuito;jusante) de sua posição no circuito;
•• ao serem instalados ao serem instalados DR’sDR’s na proteção geral e dos circuitos na proteção geral e dos circuitos 
terminais, a seletividade de atuação tem que ser bem coordenada. terminais, a seletividade de atuação tem que ser bem coordenada. 
Para isto, obedecidos os limites fixados na norma, o DR de menor Para isto, obedecidos os limites fixados na norma, o DR de menor Para isto, obedecidos os limites fixados na norma, o DR de menor Para isto, obedecidos os limites fixados na norma, o DR de menor 
sensibilidade (menor sensibilidade (menor ID N ID N ) deve ser instalado no circuito terminal e, ) deve ser instalado no circuito terminal e, 
consequentemente, o de maior sensibilidade no circuito de consequentemente, o de maior sensibilidade no circuito de 
distribuição;distribuição;
•• dependendo dos níveis das correntes de fuga do sistema para a dependendo dos níveis das correntes de fuga do sistema para a 
instalação, a escolha da sensibilidade dos instalação, a escolha da sensibilidade dos DR’sDR’s tem que ser tem que ser 
cuidadosa, pois, principalmente quando instalados na proteção cuidadosa, pois, principalmente quando instalados na proteção 
geral, poderão seccionar intempestivamente a alimentação de toda geral, poderão seccionar intempestivamente a alimentação de toda 
a instalação.a instalação.
Detalhes de Ligação de “DR”
Detalhes de Ligação “DR”
Notas:
1) Cada setor / DR possui o 
seu próprio neutro não 
devendo misturá-los.
2) O condutor de proteção é 2) O condutor de proteção é 
comum
3) Os interruptores 
diferenciais, têm que ser 
protegidos contra curtos-
circuitos.
Detalhes de Ligação “DR”
Detalhes de Ligação “DR”
Resumo das prescrições-choque elétrico (NBR 5410)
• Proteção contra contatos diretos
• Proteção contra contatos indiretos
• Proteção complementar (contra contato direto) por dispositivo 
"DR"de alta sensibilidade (I∆n ≤ 30mA)
• Deve ser objeto da proteção complementar:
a) circuitos em locais contendo banheira ou chuveiroa) circuitos em locais contendo banheira ou chuveiro
b) tomadas em áreas externas
c) tomadas em áreas internas → equip.externos
d)tomadas em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de
serviços, garagem (local interno molhado ou sujeito a lavagens).
Exclusões:
� luminárias em altura > 2,5m
� tomadas para refrigeradores e congeladores;
• Seccionamento automático
Esquema TN:
� dispositivo de proteção a sobrecorrente
� dispositivo "DR“
• Seccionamento automático Esquema TT
� dispositivo "DR“
A garantia total de proteção contra choques não se confere apenas
com o aterramento das massas, porém ele é extremamente
necessário para a boa proteção em grande parte das aplicações,
quando associado a dispositivos de proteção adequados.
ESQUEMAS TIPO DE OPERAÇÃO PRINCÍPIO 
BÁSICO DE 
PROTEÇÃO DAS 
PESSOAS
EXIGÊNCIAS 
COMPLEMENTARES
VANTAGENS DESVANTAGENS
TT Seccionamento à 1ª 
falta
Ligação do neutro 
ao terra da 
alimentação e das 
massas a terra(s) 
independente(s) 
em associação 
com dispositivos 
automáticos de 
seccionamento.
Seletividade com DR’s, se 
necessário.
Facilidade de 
projeto.
Exigência de 
pessoal de 
manutenção com 
preparação 
mínima.
Custos dos DR’s (custo 
adicional).
Possibilidade de disparos 
intepestivos , qualidade 
de serviço diminuída.
TN Seccionamento à 1ª 
falta
Ligação do neutro 
e das massas ao 
terra da 
alimentação em 
Definições de comprimentos 
máximos de circuitos em 
função das condições de 
seccionamento.
Possibilidade de 
economia de 
material (TN-C).
Possibilidade de 
Maior dificuldade no 
projeto.
Maior investimento a nível 
de projeto.alimentação em 
associação com 
dispositivos 
automáticos de 
seccionamento.
seccionamento.
Complementação de segurança 
por ligações eqüipotenciais ou 
outras medidas.
Possibilidade de 
utilização dos 
dispositivos de 
proteção contra 
as 
sobrecorrentes 
na proteção 
contra os 
contatos 
indiretos.
de projeto.
Exigência de pessoal 
especializado de 
manutenção.
Massas sujeitas a 
sobretensões do neutro 
da alimentação.
ITSeccionamento à 2ª 
falta
Neutro isolado ou 
impedante; 
massas ligadas a 
terra(s) 
independente(s) 
em associação 
com dispositivos 
automáticos de 
seccionamento e 
com dispositivos 
de controle.
Necessidade de vigilância 
permanente do isolamento.
Necessidade de limitação de 
sobretensões.
Necessidade de 
complementação de 
segurança(ligação 
eqüipotencial).
Definição de comprimentos 
máximos de circuitos em 
função das condições de 
seccionamento (à 2ª falta).
Possibilidade de 
utilização dos 
dispositivos de 
proteção contra 
as sobretensões
na proteção 
contra os 
contatos 
indiretos 
(seccionamento
à 2ª falta)
Maior dificuldade no 
projeto.
Maior investimento
Exigência de pessoal 
especializado de 
manutenção
Exigência de 
equipamentos 
suplementares de 
segurança e controle
Limitação do 
comprimento dos 
circuitos
EXEMPLO
Fig. 7 – Detalhe de ligação no quadro
PROCEDIMENTOS PARA MEDIÇÃO DO 
TERRA(MÉTODO DA QUEDA DE 
TENSÃO)
Este método consiste na aplicação de uma determinada corrente no
sistema de aterramento em teste (T) fazendo-a circular através do
eletrodo de corrente (C). A corrente I provocará a aparição de
potenciais na superfície do solo. Esses potenciais são medidos através
do eletrodo P. Os potenciais ao longo do trecho TC terão o aspecto da
figura 2, assumindo, por conveniência, que o potencial em T é zero.
As resistências aparentes R = V/I ao longo do trecho TC terão a
mesma configuração.
A resistência do sistema de aterramento em teste é o valor em ohms
do trecho da curva que tem valores constantes, constituindo um
patamar.
Para se obter o valor real da resistência é preciso se instalar o eletrodo
de potencial P fora das áreas de influência do sistema em teste
(trecho A da curva) e do eletrodo de corrente (trecho B).(trecho A da curva) e do eletrodo de corrente (trecho B).
Comprova-se que o patamar é atingido quando :
X = 0,618 . d
A distância “d” deverá ser a maior possível para que o patamar seja
formado com clareza.
Os valores práticos dos espaçamentos a serem utilizados estão
indicados no item seguinte.
ESPAÇAMENTO ENTRE ELETRODOS
Os espaçamentos entre os eletrodos T, P e C da montagem indicada 
na figura 1, dependem da dimensão do sistema de aterramento a ser 
medido.
A tabela I, a seguir, fornece os espaçamentos sugeridos para as 
configurações dos sistemas de aterramento mais usuais. Quando o 
espaço disponível no local não permitir tais distâncias, utilizar os 
espaçamentos mínimos da tabela II.
Nos casos especiais nos quais as configurações dos sistemas de 
aterramento não se assemelham a nenhuma das constantes dessas 
tabelas, pode ser utilizada a regra geral de que o eletrodo de corrente 
poderá ser instalado à uma distância igual a cinco vezes a maior 
dimensão ou diagonal do eletrodo, ou da malha.
Os valores indicados nas tabelas I e II foram montados com os 
seguintes dados :
- comprimento das hastes : 3 m
- diâmetro da haste : 0,016 m
- espaçamento entre hastes : 3 m
PROCEDIMENTOS DE CAMPO
1 - A montagem no campo deverá seguir o esquema de medição 
semelhante ao da figura 1, com as seguintes observações :
A - os espaçamentos entre eletrodos estão indicados nas tabelas I e II. 
Sugere-se, entretanto, usar sempre que possível os cabos de 50 m 
e 80 m, que servem para qualquer configuração de aterramento. Os 
cabos adquiridos com o aparelho são: 2 cabos de 18 m, 2 cabos de 
50 m e 1 cabo de 80 m;
B - as hastes de prova devem ser fincadas o mais profundo possível
(aproximadamente 30 cm já que as hastes padronizadas medem 
40cm);
C - o alinhamento dos eletrodos (em teste, de tensão e de corrente) é 
desejável, porém, não rigorosamente necessário.
2 - Após realizar a medição adotando os espaçamentos estabelecidos 
em tabelas, realizar mais duas medições deslocando o eletrodo de 
tensão de uma distância “0,1d” em relação ao ponto da primeira, 
pois devem estar no patamar, de acordo com o explicado em item 
3.
Se ocorrem diferenças sensíveis, será necessário aumentar as 
distâncias “d” e “x”.
Exemplo: Quando estiver sendo usado d = 80 m e x = 50 m, as novas 
medições deverão ser feitas aproximadamente em x = 42 m e x = 58 m.
3 - Se não se conseguir medições, tentando-se as várias escalas do
equipamento, (considerando que o aparelho e a bateria estão em bom
estado), será preciso verificar a resistência dos eletrodos de prova.
Para testar a resistência do eletrodo de tensão basta trocar entre si, no
aparelho, as conexões dos cabos que ligam o eletrodo em teste e oaparelho, as conexões dos cabos que ligam o eletrodo em teste e o
eletrodo de tensão (figura 4).
A resistência do eletrodo de tensão não poderá suplantar 1kΩ, qualquer
que seja o equipamento usado.
4 - Se forem notadas medições discrepantes ou a existência de 4 - Se forem notadas medições discrepantes ou a existência de 
interferências, outra medição deverá ser feita na direção 
perpendicular em relação a anterior.
5 - Nem sempre a existência de muros, pequenas edificações e 
outros obstáculos impedem a realização das medições. Muitas 
vezes esses obstáculos podem ser contornados ou suplantados 
pelos cabos permitindo fincar-se as hastes em locais 
aparentemente escondidos, montando-se assim o esquema da 
figura 1.