Aula 2_Aterramento 1

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Instalações Elétricas
Aterramento
Um aterramento elétrico consiste em uma ligação elétrica proposital 
de um sistema físico (elétrico, eletrônico ou corpos metálicos) ao solo.
Componentes básicos:
• As conexões elétricas que ligam um ponto do sistema aos eletrodos.
• Eletrodos de aterramento (qualquer corpo metálico colocado no 
solo).
• Terra que envolve os eletrodos.
Introdução
O termo aterramento se refere à terra 
propriamente dita ou a uma grande massa que se 
utiliza em seu lugar.
Quando falamos em sistema aterrado, queremos 
dizer que pelo menos um de seus componentes está 
propositalmente ligado à terra.
Introdução
Em geral, sistemas elétricos não precisam estar ligados à terra 
para funcionarem e, de fato, nem todos os sistemas são 
aterrados. 
Em sistemas elétricos, quando designamos as tensões, 
geralmente elas são referidas à terra. A terra é uma boa escolha 
como ponto de referência (zero) porque “está em todos os 
lugares” (grande massa).
Introdução
a) Estabelecer uma referência para a rede elétrica;
b) Viabilizar caminho seguro para escoamento de cargas acumuladas 
e/ou correntes não desejáveis, como, por exemplo:
• Correntes de raios;
• Descargas eletrostáticas;
• Correntes de filtros, supressores de surtos e para-raios de linha;
• Correntes de faltas (defeitos) para a terra.
c) Viabilizar correta especificação de estratégias de proteção.
Introdução – funções primárias
a) Segurança de atuação da proteção
b) Proteção das instalações contra descargas 
atmosféricas
c) Proteção do indivíduo contra contatos com partes 
metálicas da instalação energizadas 
acidentalmente
d) Uniformização do potencial em toda a área do 
projeto, prevenindo lesões perigosas que possam 
surgir durante uma falta fase-terra.
Introdução – funções primárias
Aterrar um sistema, ou seja, ligar intencionalmente um condutor fase 
ou, o que é mais comum, o neutro à terra, tem o objetivo de controlar 
a tensão em relação à terra, mantendo-a dentro de limites 
previsíveis.
Este aterramento, também, fornece um caminho para circulação de 
corrente que irá permitir a detecção de uma ligação indesejada entre 
os condutores vivos e a terra. Isso provocará a operação de 
dispositivos automáticos que removerão a tensão nesses condutores.
Introdução
O controle dessas tensões em relação à terra:
• Limita o esforço de tensão na isolação dos 
condutores, 
• Diminui interferências eletro magnéticas e 
• Permite a redução dos perigos de choque 
para as pessoas que poderiam entrar em 
contato com condutores vivos.
• Proporcionar uma referência comum para as 
tensões do sistema. A Terra, por apresentar o 
mesmo potencial em todos os pontos sob 
condições normais, pode ser considerada o 
potencial neutro ou zero, em relação ao qual 
se medem as outras tensões. 
Introdução
Via de regra, o aterramento não é 
feito para servir de retorno das 
correntes de desequilíbrio entre 
fases. 
O uso do aterramento como via de 
“retorno” de correntes abre a 
possibilidade de que não seja 
necessário o neutro no caso de 
sistemas monofásicos (bastando 
aterrar o neutro das cargas), porém, 
essa opção possui restrições 
relevantes que serão melhor 
detalhadas mais adiante. 
Introdução
O potencial da Terra se mantém uniforme porque existe 
certa condutividade do solo, que tende a uniformizar a 
distribuição das cargas na sua superfície, impedindo que 
as cargas elétricas se acumulem em determinadas 
regiões. 
Introdução
Sob condições impostas 
externamente, como nuvens 
carregadas eletrostaticamente, 
podem ocorrer acúmulos 
correspondente de cargas 
simétricas na terra. Nessas 
condições, o potencial da terra 
deixa de ser uniforme. 
Em virtude de a terra ser um (mal) 
condutor, ocorre que, de fato, pode 
haver corrente de retorno se um 
sistema elétrico desequilibrado for 
aterrado. Mas essa função de 
caminho de retorno deve ser a 
atribuição do condutor neutro que 
conecta os pontos comuns na 
ligação trifásica a quatro fios (Y-Y). 
Introdução
• A Terra (solo) nem sempre é um bom “terra” (resistividade do solo).
• O que é aceitável a 60 Hz, nem sempre trabalhará bem em altas 
frequências.
• A interconexão de sistemas, mesmo com condutores de grande seção, 
pode ser ineficiente quando a instalação é mal feita. 
→ Por exemplo, o cabo associado ao aterramento deve ser 
instalado junto aos condutores que alimentam determinado 
circuito (se isso não é feito, tem-se aumento considerável na 
indutância deste cabo).
• Estratégias de aterramento inadequadas podem interferir na eficiência 
de sistemas de proteção.
• Não sendo bem projetado, a existência de um sistema de proteção 
contra descargas atmosféricas pode causar mais problemas que não tê-
lo.
Introdução – considerações importantes
Neutro: condutor fornecido pela concessionária de energia elétrica e 
possibilita “retorno” de corrente elétrica.
Terra: condutor construído através de uma haste metálica e que, em 
situações normais, não deve possuir corrente elétrica circulante.
Introdução
Aterramento: ligação elétrica intencional e de baixa impedância com a terra 
(solo).
Ligação equipotencial: ligação elétrica que coloca as massas e elementos 
condutores praticamente no mesmo potencial. Pode não envolver, 
necessariamente, contato das massas com o solo.
Introdução
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Introdução
A presença de aterramento se manifesta, na perspectiva do 
sistema, quando flui corrente pelos eletrodos e, na ausência da 
mesma, tem-se um potencial nulo nos eletrodos (mesmo 
potencial de um ponto infinitamente afastado).
A resistência de aterramento pode afetar o sistema de duas 
formas:
a) Através de uma influência ativa (seu valor pode ser 
determinante na limitação do valor da corrente que flui 
para o solo).
b) Sob uma perspectiva passiva (o fluxo de corrente pelo 
aterramento resulta em uma elevação de potencial no 
solo, transmitida ao ponto de aterramento do sistema). 
Considerações
Uma ligação à terra pode constituir-se em um fator de 
segurança por permitir o escoamento para a mesma de 
correntes de cargas ou correntes de descarga. Assim, pode-se 
evitar ou, pelo menos, minimizar, os efeitos indesejáveis de:
• Energização (acidental ou por falta de isolamento) de partes 
metálicas de sistemas, expostas ao contato de pessoas e 
animais.
• Carregamento de cargas estáticas em corpos ou equipamentos 
industriais, cujas descarga pode originar faíscas ou irradiação 
eletromagnética. Exemplo: fábricas de tecidos, em que o atrito 
entre diferentes materiais costuma carregar estaticamente os 
equipamentos, com riso de incêndio).
• Descargas atmosféricas.
Aplicações aterramento
Introdução – funções aterramento
Valores médios de resistência do corpo humano em função do 
trajeto da corrente:
Mão / pé: 1000 a 1500 Ω
Mão / mão: 1000 a 1500 Ω
Mão / tórax: 450 a 700 Ω
As principais variáveis que influenciam na resistência do corpo 
humano são: estado da pele, local de contato, área de contato, 
pressão de contato, duração do contato, natureza da corrente, 
taxa de álcool no sangue, tensão elétrica do choque.
Maiores detalhes, incluindo modelo elétrico do corpo humano: 
IEC/TS 60479-1. 
Introdução – considerações
Introdução – funções aterramento
Introdução – funções aterramento
Introdução – funções aterramento
Introdução – funções aterramento
Limitação de níveis de potenciais ou 
distribuição destes a patamares seguros.
• Tensões induzidas em corpos metálicos por 
fenômenos atmosféricos ou linhas 
energizadas próximas (exemplo: tensões 
induzidas em cercas de arame).
• Minimização de gradientes de potencial na 
superfície do solo.
Aplicações aterramento
Introdução – funçõesaterramento
Introdução – funções aterramento
Uso do terra como um condutor de retorno.
Em diversas aplicações, recorre-se ao solo como 
um condutor efetivo no circuito de alimentação 
(exemplos: sistema monofásico com retorno pelo 
terra, empregado na distribuição rural e sistemas 
de transmissão em corrente contínua).
Nestes casos, são necessários cuidados especiais 
nos aterramentos, que se constituem no ponto 
de injeção de corrente no solo.
Aplicações aterramento
Aterramento de certos pontos do sistema para 
influenciar no desempenho do mesmo.
Aplicações aterramento
Sistema isolado: 
Não existe conexão condutiva proposital 
entre o sistema elétrico e o solo. 
O acoplamento entre ambos é fraco e se 
faz, prioritariamente, de forma capacitiva.
O nível das máximas sobretensões
possíveis neste tipo de sistema é elevado 
e existem dificuldades na localização de 
eventuais faltas para a terra.
Utilizado em situações em que a 
continuidade do serviço é prioridade.
Considerações
Sistema solidamente aterrado: 
Alguns pontos do sistema são conectados 
diretamente à terra, procurando-se um caminho de 
mínima impedância à passagem de eventual 
corrente de falta.
Os valores elevados de corrente resultante nessa 
eventualidade sensibilizam os dispositivos de 
proteção, os quais prontamente comandam o 
desligamento da parte faltosa do sistema.
Muitas vezes, a intensidade dessas correntes as 
torna muito destrutivas para os componentes do 
sistema.
As sobretensões são mais facilmente controladas 
neste caso (sendo esta a forma mais usual de 
aterramento de sistemas no Brasil).
Considerações
Sistema aterrado por impedância : 
É interposta, propositalmente, entre o 
sistema elétrico e o aterramento 
físico, uma impedância que procura 
limitar o valor de uma eventual 
corrente de falta, sem, contudo, 
eliminar uma conexão condutiva do 
sistema ao solo.
Com o avanço da tecnologia digital 
para detecção de correntes de falta, 
tem crescido significantemente este 
tipo de aterramento.
Considerações