Aula 2_Aterramento 9

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Instalações Elétricas
Aterramento
Aplicação dos esquemas de 
aterramento
Parte 9
A escolha do esquema de aterramento a utilizar em uma 
instalação deve ser feita pelo projetista logo no início do 
projeto, tendo em vista a influência que isso terá em 
diversas etapas de trabalho (escolha de dispositivos de 
proteção, dimensionamento de circuitos, dentre outros).
Em princípio, os três esquemas oferecem o mesmo grau de 
segurança no tocante à proteção de pessoas.
Porém, os três esquemas apresentam características de 
aplicação diferentes, que se traduzem em vantagens e 
desvantagens, fundamentais na escolha para uma dada 
instalação.
Introdução
Quanto à alimentação:
→Em instalações alimentadas por rede pública em baixa 
tensão, devido à exigência de aterramento do neutro na 
origem, só podem ser utilizados os esquemas TN ou TT.
→Em instalações alimentadas por transformador (ou 
gerador) próprio, em princípio, qualquer esquema pode 
ser utilizado, entretanto, é preferível utilizar o esquema 
TN (ponto de aterramento único, na alimentação) salvo 
quando existirem restrições ao seccionamento 
automático da alimentação de circuitos no caso de faltas 
fase-massa, como em certos setores industriais, 
hospitalares e de mineração, o esquema IT torna-se a 
melhor opção. 
Aspectos fundamentais para escolha do esquema de aterramento
Quanto ao 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 
se utilizar o esquema TT, em virtude de disparos 
intempestivos dos dispositivos DR.
→No caso de equipamentos com elevada vibração, 
mecânica, não é recomendável o uso do esquema 
TN, devido à possibilidade de rompimento do 
condutor de proteção (contido na mesma linha dos 
condutores vivos).
Aspectos fundamentais para escolha do esquema de aterramento
Quanto à natureza dos locais:
→Em locais com risco de incêndio (BE2) ou de 
explosão (BE3), pode não ser conveniente o 
uso do esquema TN, devido ao valor 
elevado das correntes de falta fase-massa.
Aspectos fundamentais para escolha do esquema de aterramento
Quanto ao funcionamento:
→Em instalações onde seja fundamental e 
indispensável a continuidade no serviço, 
como em certos setores de hospitais e 
indústrias, deve-se optar pelo esquema IT.
Aspectos fundamentais para escolha do esquema de aterramento
A análise de aterramento de subestações de transformação 
(ou de “postos primários”, na terminologia de algumas 
concessionárias) envolve as seguintes considerações:
• Aterramento de proteção da subestação, ou seja, o 
aterramento das massas, dos elementos condutores 
estranhos à instalação e de proteção contra descargas 
atmosféricas.
• Aterramento (funcional) do neutro do(s) 
transformador(es)
• Aterramento de proteção da instalação de baixa tensão.
Aterramento de subestações de transformação
As posições relativas de subestações e do prédio, cuja instalação é 
alimentada, conduzem a duas soluções possíveis:
a) Interligação dos aterramentos de proteção da subestação e da 
instalação de baixa tensão. Indicada quando houver proximidade 
(distâncias menores que 15 metros) entre subestação e 
edificação, tendo-se em vista que a não impedância 
(dependência) de aterramento. Torna-se mais indicada a adoção 
do esquema TN. Outra indicação, mesmo para distâncias maiores, 
é quando houver interligação por cabos ou condutos metálicos 
entre as edificações.
b) Separação dos aterramentos de proteção da subestação e da 
instalação de baixa tensão. Somente deve ser adotada quando 
houver garantia de independência dos sistemas de aterramento 
das duas edificações, Neste caso, o neutro da subestação deve 
ser aterrado juntamente com as massas e elementos condutores 
da subestação e a instalação de baixa tensão do prédio pode 
seguir o esquema TT.
Aterramento de subestações de transformação
Uma rede de distribuição pública em baixa tensão 
é aterrada em vários pontos ao longo de toda sua 
extensão.
Segundo as concessionárias, para que seja 
atingido o grau de efetividade mínimo no 
aterramento do neutro, é necessário que o 
condutor neutro de cada ramal de ligação seja 
aterrado na origem da respectiva instalação 
consumidora.
Nessas condições somente podem ser utilizados 
os esquemas TN-C-S ou TT.
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
No caso do esquema TN-C-S existem 
dois aterramentos: o do secundário 
do transformador, com resistência RB, 
e o do neutro na origem da 
instalação do consumidor, com 
resistência R’B, não sendo necessária 
a independência elétrica entre 
ambos. 
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
VARIÁVEL DESCRIÇÃO
𝑹𝑬 Resistência do secundário do transformador
𝑹′𝑳 Resistência do condutor de fase da rede, desde o transformador até o ponto de derivação
𝑹′′𝑳 Resistência do condutor de fase desde o ponto de derivação até a origem da instalação
𝑹𝑳 Resistência do condutor de fase desde a origem da instalação até a massa sob falta
𝑹𝑷𝑬
Resistividade dos condutores de proteção, desde a massa sob falta até o terminal de aterramento 
principal
𝑹′′𝑵
Resistência do condutor neutro (na realidade PEN) desde o terminal de aterramento principal até o 
ponto de derivação
𝑹′𝑵
Resistência do condutor neutro (na realidade PEN) desde o ponto de derivação da rede até o 
secundário do transformador
𝒁𝑺 = 𝑹𝑬 + 𝑹′𝑳 + 𝑹′′𝑳 + 𝑹𝑳 + 𝑹𝑷𝑬 + 𝑹′′𝑵 + 𝑹′𝑵
Deve-se ressaltar que os valores de 
𝑹𝑬, 𝑹′𝑳 𝒆 𝑹′𝑵 devem ser fornecidos pela 
concessionária e, em geral, são inacessíveis 
na fase de projeto da instalação e, assim, a 
verificação da impedância do circuito de falta 
é impossível de ser avaliada.
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
VARIÁVEL DESCRIÇÃO
𝑹𝑬 Resistência do secundário do transformador
𝑹′𝑳 Resistência do condutor de fase da rede, desde o transformador até o ponto de derivação
𝑹′′𝑳 Resistência do condutor de fase desde o ponto de derivação até a origem da instalação
𝑹𝑳 Resistência do condutor de fase desde a origem da instalação até a massa sob falta
𝑹𝑷𝑬
Resistividade dos condutores de proteção, desde a massa sob falta até o terminal de aterramento 
principal
𝑹′′𝑵
Resistência do condutor neutro (na realidade PEN) desde o terminal de aterramento principal até o 
ponto de derivação
𝑹′𝑵
Resistência do condutor neutro (na realidade PEN) desde o ponto de derivação da rede até o 
secundário do transformador
O problema pode ser 
resolvido se for previsto um 
ponto de referência no nível 
do quadro de terminal, isto é, 
se for prevista uma 
interligação entre o terminal 
de aterramento do quadro e 
um elemento condutor 
estranho à instalação.
Assim, a impedância do 
percurso da corrente de falta 
poderá ser calculada, 
aproximadamente, por:
𝑍𝑆 =
1
𝐶
ത𝑅𝐿 + ത𝑅𝑃𝐸
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
VARIÁVE
L
DESCRIÇÃO
ത𝑅𝐿 Resistência do condutor fase do circuito terminal
ത𝑅𝑃𝐸 Resistência do respectivo condutor de proteção
C Fator com valor no intervalo 0,6 ≤ C ≤ 1(valor típico: 0,8)
Outra possibilidade é 
proteger a instalação como 
se o esquema utilizado fosse 
o TT, isto é, utilizando 
dispositivos DR.
Esta, por sinal, é a solução 
mais adequada para o caso 
de a rede de distribuição 
pública ser aérea, em que 
existe maior possibilidade 
de rompimento do condutor 
neutro. Caso em que o 
percurso de falta envolve a 
terra e, por consequência, 
tem-se algo similar ao 
esquema TT.
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
No caso do uso do esquema TT 
pressupõe, em princípio, a existência 
de trêsaterramentos: 
• O do secundário do 
transformador com resistência RB,
• O do neutro, com resistência R’B,
• O das massas, com resistência RA.
Esses dois últimos eletrodos deverão 
ser eletricamente independentes, o 
que nem sempre é possível em 
centros urbanos, devido não só às 
distâncias, mas, também, devido à 
existência, em muitos casos, de 
elementos metálicos no subsolo que 
acabam interligando os eletrodos.
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
A impedância do percurso 
da corrente de falta será:
𝒁𝑺 = 𝑹𝑨 + 𝑹′𝑩 // 𝑹𝑩
Se houver o rompimento 
do condutor neutro da 
rede, o esquema 
permanece TT e a nova 
impedância de falta se 
torna:
𝒁𝑺 = 𝑹𝑨 + 𝑹𝑩
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
Na prática, não é necessário que o 
eletrodo de aterramento do neutro 
(na origem da instalação) e das 
massas sejam eletricamente 
independentes para que a instalação 
seja considerada TT.
Basta que o percurso de uma 
corrente de falta fase-massa inclua a 
terra, o que, geralmente, lhe confere 
uma impedância razoavelmente 
elevada.
É o que ocorre quando a 
concessionária exige, além do 
eletrodo de aterramento do neutro 
exige outro para aterramento das 
massas.
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
No Brasil, a opção pelo esquema TN-
C-S é, em geral, a solução mais 
conveniente do ponto de vista da 
segurança porque:
• É utilizado um único sistema de 
aterramento na origem da 
instalação do consumidor.
• As correntes de curto circuito são 
elevadas e a proteção atua 
eficazmente.
• A rápida atuação da proteção 
diminui o tempo de choque 
elétrico, proporcionando proteção 
contra contato indireto.
Aterramento de instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão
Instalações Elétricas
Aplicação de 
dispositivos DR
Os dispositivos DR são utilizados contra contatos 
indiretos qualquer que seja o esquema de 
aterramento utilizado (TN, TT ou IT) e podem, em 
princípio, ser utilizados dispositivos com alta ou 
baixa sensibilidade.
Importante frisar que os dispositivos DR de alta 
sensibilidade constituem uma proteção adicional 
obrigatória contra contatos diretos, conforme a 
NBR 5410.
Introdução
Nas instalações com esquema TT, como enfatiza a NBR 5410, o DR é, 
atualmente o único meio adequado para proteção contra contatos 
indiretos, o mesmo ocorrendo com as instalações alimentadas por redes 
públicas em baixa tensão com esquema TN-C-S.
A norma 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 (como nas residências e em 
pequenos estabelecimentos comerciais).
• No centro de medição de prédios com várias unidades (por exemplo, 
em prédios residenciais ou comerciais e em shopping centers).
Dispositivos DR – Esquema TT
Instalações de pequeno e médio portes
Um disjuntor DR de alta sensibilidade na caixa de entrada de uma 
unidade isolada, o que permite reunir, em um único dispositivo, “a 
chave geral da instalação” de proteções contra sobrecorrentes e 
contra choques elétricos.
Dispositivos DR – Esquema TT
Instalações de pequeno e médio portes
Um interruptor ou um disjuntor DR de alta sensibilidade no quadro de distribuição 
de cada unidade, em prédios com várias unidades (observadas as condições 
relacionadas à possibilidade de deslocamento dos DRs), com uma proteção de 
retaguarda adequada no centro de medição (disjuntor ou dispositivo fusível).
Dispositivos DR – Esquema TT
Dispositivos DR – Esquema TT
No caso de um único DR, a norma admite seu deslocamento, por exemplo, para o quadro de 
distribuição (geral) da instalação, desde que o trecho compreendido entre a origem e o dispositivo 
não possua qualquer massa e satisfaça a medida de proteção pelo emprego de componentes Classe 
II ou pela aplicação de isolamento suplementar.
Na prática, essa condição pode ser atendida se, entre a origem e o dispositivo, existirem apenas 
condutores isolados em eletroduto isolante ou cabos uni ou multipolares contidos ou não em 
eletroduto isolante.
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.
• Para que seja viável a utilização de um único DR de alta sensibilidade (na caixa de entrada ou no 
quadro de distribuição geral), é fundamental que ele não atue com a corrente de fuga total 
normal da instalação; assim, no caso de um DR de 30 mA, a corrente de fuga em condições 
normais não deve exceder a 15 mA.
• O surgimento de uma falta fase-massa que provoque o aparecimento de uma tensão de contato 
perigosa deverá fazer o dispositivo atuar, desligando toda a instalação.
Dispositivos DR – Esquema TT
Quando não for possível ou recomendável utilizar um único DR, duas são 
as soluções mais adequadas:
• Instalar um disjuntor DR de baixa sensibilidade como proteção geral 
(na origem ou no quadro de distribuição quando possível) e 
disjuntores DR de alta sensibilidade nos circuitos terminais onde se 
faça necessário, obtendo-se uma coordenação entre os DRs.
Dispositivos DR – Esquema TT
Quando não for possível ou recomendável utilizar um único DR, duas são as soluções 
mais adequadas:
• 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 quadro de distribuição. Observe que os dispositivos só poderão ser instalados 
no quadro de distribuição se, entre a origem e o quadro, forem observadas as 
condições normativas já mencionadas. A corrente nominal de cada DR não 
deverá ser inferior à soma de correntes de projetos dos circuitos derivados.
Dispositivos DR – Esquema TT
No caso de uma instalação com várias derivações, 
cada uma protegida por um DR e com um 
aterramento comum, a resistência de aterramento 
(RA) deve ser obtida pela expressão:
𝑅𝐴 ≤
𝑈𝐿
𝐼∆𝑚𝑎𝑥
Em que 𝐼∆𝑚𝑎𝑥 é o maior dos valores de corrente 
diferencial residual nominal de atuação dos DRs
utilizados nas derivações.
Dispositivos DR – Esquema TT
Por exemplo, considerarmos na figura que temos um DR de 30 mA e outro de 300 
mA, assumindo que a tensão limite de contato seja de 50 Volts, temos:
𝑅𝐴 ≤
𝑈𝐿
𝐼∆𝑚𝑎𝑥
𝑅𝐴 ≤
50
300 𝑥 10−3
= 167 Ω
Dispositivos DR – Esquema TT
Existe a possibilidade de que correntes diferenciais (de fuga ou de falta) nas 
derivações e que sejam um pouco inferiores aos valores de disparos dos respectivos 
dispositivos DR e que, assim, não irão provocar as atuações dos mesmos. Estas 
correntes somadas colocarão sob tensão as diversas massas. 
Considere a figura e uma situação em que tem-se correntes de 200 mA nos dois 
dispositivos de 300 mA e no terceiro dispositivo, tem-se uma corrente de 19 mA.
Assim, sob a resistência de aterramento 𝑅𝐴, que suporemos de 167 Ohms, teremos 
uma corrente total de 419 mA, suficiente para que as massas sejam colocadas em 
um potencial de 70 Volts (acima do valor permitido por norma).
Dispositivos DR – Esquema TT
Para evitar esse problema e reduzir a tensão de contato, a 
resistência de aterramento deverá ser dimensionada com 
base na soma das correntes diferenciais residuais nominais 
de atuação dos diversos DRs instalados nas derivações cujo 
aterramento é comum. Assim, tem-se, no caso do exemplo:
𝑅𝐴 ≤
50
0,630
= 79,4 Ω
Dispositivos DR – Esquema TT
Embora a situação descrita no exemplo anterior seja 
possível, ela é bastante remota, porque a atuação dos 
dispositivos DR, por norma, deve ser garantida para 
valores na faixa:
𝐼∆𝑁
2
≤ 𝐼𝐹 ≤ 𝐼∆𝑁
Dispositivos DR – Esquema TT
Ao se dimensionar a resistênciade aterramento com base na máxima corrente 
diferencial residual, é necessário considerar as fases que alimentam cada derivação.
Assim, não necessariamente pode-se usar soma algébrica dos módulos das 
correntes (que pode fornecer resultado muito diferente da corrente total 
efetivamente em circulação).
Se as cargas forem alimentadas por fases diferentes ou se tratam de cargas 
trifásicas, torna-se conveniente fazer as soma fasorial das correntes diferenciais 
residuais.
Dispositivos DR – Esquema TT
• Uso de equipamentos com elevado nível de corrente de fuga (por exemplo, 
chuveiros elétricos metálicos com resistência nua).
• Faltas em aparelhos de iluminação ou de utilização.
• Umidade em eletrodutos (ou eletrocalhas) metálicos, sendo esta umidade 
geralmente resultante de inundações, de lavagem de pisos ou de condensações.
• Introdução de agulhas, clipes ou objetos análogos em tomadas de corrente.
• Falhas nas isolações de condutores, provenientes de problemas na instalação 
(puxamento de condutores isolados em eletrodutos metálicos com rebarbas ou 
com estreitamento de seção nas curvas).
• Contato direto de uma pessoa com um condutor “desencapado” de um cabo 
flexível de alimentação de um equipamento de utilização (aparelho de utilização 
ou iluminação móvel ou portátil).
Dispositivos DR – causas de disparos
O emprego de dispositivo DR permite um bom 
diagnóstico para detecção de instalações mal 
executadas em em estado de conservação 
ruim.
A corrente diferencial funciona como um 
instrumento de controle do nível de 
isolamento de uma instalação ou de um setor 
de uma instalação e, portanto, de seu nível de 
segurança e/ou conforto.
Dispositivos DR – considerações
Item 9.1 NBR 5410
Locais contendo banheira ou 
chuveiro
Exercícios