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Aterramento1 Aterramento1 Document Transcript

  • ATERRAMENTO ELÉTRICO Alexandre Capelli 1 – INTRODUÇÃO Veremos, mais adiante, que exis- Teoricamente, o terminal neutro da tem várias outras funções para o concessionária deve ter potencial igual O aterramento elétrico, com certe- aterramento elétrico, até mesmo para a zero volt. Porém, devido ao des-za, é um assunto que gera um núme- eliminação de EMI , porém essas três balanceamento nas fases do transfor-ro enorme de dúvidas quanto às nor- acima são as mais fundamentais. mador de distribuição, é comum essemas e procedimentos no que se refe- terminal tender a assumir potenciaisre ao ambiente elétrico industrial. Mui- diferentes de zero.tas vezes, o desconhecimento das téc- 3 – DEFINIÇÕES : TERRA, O desbalanceamento de fasesnicas para realizar um aterramento NEUTRO, E MASSA. ocorre quando temos consumidoreseficiente, ocasiona a queima de equi- com necessidades de potências mui-pamentos, ou pior, o choque elétrico Antes de falarmos sobre os tipos to distintas, ligadas em um mesmo link.nos operadores desses equipamentos. de aterramento, devemos esclarecer Por exemplo, um transformador ali- Mas o que é o “terra”? Qual a dife- (de uma vez por todas !) o que é terra, menta, em um setor seu, uma residên-rença entre terra, neutro, e massa? neutro, e massa. cia comum, e no outro setor, um pe-Quais são as normas que devo seguir Na figura 1 temos um exemplo da queno supermercado. Essa diferençapara garantir um bom aterramento ? ligação de um PC à rede elétrica, que de demanda, em um mesmo link, podeBem, esses são os tópicos que este possui duas fases (+110 VCA, - 110 fazer com que o neutro varie seu po-artigo tentará esclarecer. É fato que o VCA), e um neutro. tencial (flutue) .assunto "aterramento" é bastante vas- Essa alimentação é fornecida pela Para evitar que esse potencial “flu-to e complexo, porém, demonstrare- concessionária de energia elétrica, tue”, ligamos (logo na entrada) o fiomos algumas regras básicas. que somente liga a caixa de entrada neutro a uma haste de terra. Sendo ao poste externo se houver uma has- assim, qualquer potencial que tender te de aterramento padrão dentro do a aparecer será escoado para a terra. 2 – PARA QUE SERVE O ambiente do usuário. Além disso, a Ainda analisando a figura 1 , ve- ATERRAMENTO ELÉTRICO ? concessionária também exige dois mos que o PC está ligado em 110 disjuntores de proteção. VCA, pois utiliza uma fase e o neutro. O aterramento elétrico tem três fun-ções principais : Fig. 1 - Ligação de um PC à rede elétrica. a – Proteger o usuário do equipa-mento das descargas atmosféricas,através da viabilização de um cami-nho alternativo para a terra, de des-cargas atmosféricas. b – “ Descarregar” cargas estáticasacumuladas nas carcaças das máqui-nas ou equipamentos para a terra. c – Facilitar o funcionamento dosdispositivos de proteção ( fusíveis,disjuntores, etc. ), através da correntedesviada para a terra.56 SABER ELETRÔNICA Nº 329/JUNHO/2000
  • Mas, ao mesmo tempo, ligamos sua Fig. 2 - Sistema TN-S.carcaça através de outro condutor namesma haste, e damos o nome des-se condutor de “terra”. Pergunta “fatídica”: Se o neutroe o terra estão conectados ao mesmoponto (haste de aterramento), porqueum é chamado de terra e o outro deneutro? Aqui vai a primeira definição : oneutro é um “condutor” fornecido pelaconcessionária de energia elétrica,pelo qual há o “retorno” da correnteelétrica. Esse sistema, embora normaliza- C em último caso, isto é, quando real- O terra é um condutor construído do, não é aconselhável, pois o fio ter- mente for impossível estabelecer qual-através de uma haste metálica e que , ra e o neutro são constituídos pelo quer um dos dois sistemas anteriores.em situações normais, não deve pos- mesmo condutor. Dessa vez, sua iden-suir corrente elétrica circulante. tificação é PEN ( e não PE, como o Resumindo: A grande diferença anterior ). Podemos notar pela figura 5 – PROCEDIMENTOSentre terra e neutro é que, pelo neutro 3 que, após o neutro ser aterrado nahá corrente circulando, e pelo terra, entrada, ele próprio é ligado ao neu- Os cálculos e variáveis paranão. Quando houver alguma corrente tro e à massa do equipamento. dimensionar um aterramento podemcirculando pelo terra, normalmente ela ser considerados assuntos para “pósdeverá ser transitória, isto é, desviar c – Sistema TT : – graduação em Engenharia Elétrica”.uma descarga atmosférica para a ter- Esse sistema é o mais eficiente A resistividade e tipo do solo, geome-ra, por exemplo. O fio terra, por nor- de todos. Na figura 4 vemos que o tria e constituição da haste dema, vem identificado pelas letras PE, neutro é aterrado logo na entrada e aterramento, formato em que as has-e deve ser de cor verde e amarela. segue (como neutro) até a carga ( tes são distribuídas, são alguns dosNotem ainda que ele está ligado à equipamento). A massa do equipa- fatores que influenciam o valor da re-carcaça do PC. A carcaça do PC, ou mento é aterrada com uma haste pró- sistência do aterramento.de qualquer outro equipamento é o pria, independente da haste de Como não podemos abordar tudoque chamamos de “massa”. aterramento do neutro. isso em um único artigo, daremos al- O leitor pode estar pensando : “ gumas “dicas” que, com certeza, irão Mas qual desses sistemas devo utili- ajudar: 4 – TIPOS DE ATERRAMENTO zar na prática?” Geralmente, o próprio fabricante a ) Haste de aterramento: do equipamento especifica qual sis- A haste de aterramento normal- A ABNT ( Associação Brasileira de tema é melhor para sua máquina, po- mente, é feita de uma alma de açoNormas Técnicas ) possui uma nor- rém, como regra geral, temos : revestida de cobre. Seu comprimentoma que rege o campo de instalações pode variar de 1,5 a 4,0m. As de 2,5melétricas em baixa tensão. Essa nor- a ) Sempre que possível, optar pelo são as mais utilizadas, pois diminuemma é a NBR 5410, a qual, como todas sistema TT em 1º lugar. o risco de atingirem dutos subterrâne-as demais normas da ABNT, possui os em sua instalação.subseções. As subseções : 6.3.3.1.1, b ) Caso, por razões operacionais6.3.3.1.2, e 6.3.3.1.3 referem-se aos e estruturais do local, não seja possí- b ) O valor ideal para um bompossíveis sistemas de aterramento vel o sistema TT, optar pelo sistema aterramento deve ser menor ou igualque podem ser feitos na indústria. TN-S. a 5Ω. Dependendo da química do solo Os três sistemas da NBR 5410 c ) Somente optar pelo sistema TN- (quantidade de água, salinidade,mais utilizados na indústria são : Fig. 3 - Sistema TN-C.a – Sistema TN-S : Notem pela figura 2 que temos osecundário de um transformador ( ca-bine primária trifásica ) ligado em Y. Oneutro é aterrado logo na entrada, elevado até a carga . Paralelamente ,outro condutor identificado como PEé utilizado como fio terra , e éconectado à carcaça (massa) do equi-pamento.b – Sistema TN-C:SABER ELETRÔNICA Nº 329/JUNHO/2000 57
  • alcalinidade, etc.), mais de uma hastepode se fazer necessária para nos Fig. 4 - Sistema TTaproximarmos desse valor. Caso issoocorra, existem duas possibilidades:tratamento químico do solo (que seráanalisado mais adiante), e o agrupa-mento de barras em paralelo. Uma boa regra para agruparem-sebarras é a da formação de polígonos.A figura 5 mostra alguns passos. No-tem que, quanto maior o número debarras, mais próximo a um círculo fi-camos. Outra regra no agrupamentode barras é manter sempre a distân-cia entre elas, o mais próximo possí-vel do comprimento de uma barra. É bom lembrar ao leitor que essassão regras práticas. Como dissemosanteriormente, o dimensionamento doaterramento é complexo, e repleto decálculos. Para um trabalho mais pre- Fig. 5 - Agrupamento de barras em paralelo.ciso e científico, o leitor deve consul-tar uma literatura própria. tensão é a proibição (por norma) de indicar o valor ôhmico da resistência tratamento químico do solo para equi- do terra. pamentos a serem instalados em lo- Uma grande dificuldade na utiliza-6 -TRATAMENTO QUÍMICO DO SOLO cais de acesso público (colunas de ção desse instrumento é achar um lo- semáforos, caixas telefônicas, cal apropriado para instalar as hastes Como já observamos, a resistên- controladores de tráfego, etc...). Essa de referência. Normalmente, o chãocia do terra depende muito da consti- medida visa a segurança das pesso- das fábricas são concretados, e , comtuição química do solo. as nesses locais. certeza, fazer dois “ buracos” no chão Muitas vezes, o aumento de núme- ( muitas vezes até já pintado ) não éro de “barras” de aterramento não con- algo agradável .segue diminuir a resistência do terra 7 - MEDINDO O TERRA Infelizmente, caso haja a necessi-significativamente. Somente nessa si- dade de medir – se o terra , não te-tuação devemos pensar em tratar qui- O instrumento clássico para medir- mos outra opção a não ser essa. Mas,micamente o solo. se a resistência do terra é o terrôme- podemos ter uma idéia sobre o esta- O tratamento químico tem uma tro. do em que ele se encontra , semgrande desvantagem em relação ao Esse instrumento possui 2 hastes medi–lo propriamente. A figura 7aumento do número de hastes, pois a de referência, que servem como divi- mostra esse “ truque”.terra, aos poucos, absorve os elemen- sores resistivos conforme a figura 6 . Em primeiro lugar escolhemostos adicionados. Com o passar do tem- Na verdade, o terrômetro “injeta” uma fase qualquer, e a conectamos apo, sua resistência volta a aumentar, uma corrente pela terra que é trans- um pólo de uma lâmpada elétrica co-portanto, essa alternativa deve ser o formada em “quedas” de tensão pe- mum. Em segundo lugar, ligamos oúltimo recurso. los resistores formados pelas hastes outro pólo da lâmpada na haste de Temos vários produtos que podem de referência , e pela própria haste de terra que estamos analisando. Quan-ser colocados no solo antes ou depois terra. to mais próximo do normal for o brilhoda instalação da haste para diminuir- Através do valor dessa queda de da lâmpada , mais baixa é a resistên-mos a resistividade do solo. A tensão, o mostrador é calibrado para cia de terra .Bentonita e o Gel são os mais utiliza-dos. De qualquer forma, o produto aser utilizado para essa finalidade deve Fig. 6 - Terrômetro.ter as seguintes características : - Não ser tóxico - Deve reter umidade - Bom condutor de eletricidade - Ter pH alcalino (não corrosivo) - Não deve ser solúvel em água Uma observação importante noque se refere a instalação em baixa58 SABER ELETRÔNICA Nº 329/JUNHO/2000
  • Caso o leitor queira ser mais pre- - Excesso de EMI gerado ( interfe-ciso , imaginem um exemplo de uma rências eletromagnéticas ) .lâmpada de 110 volts por 100 W . Ao - Aquecimento anormal das etapasfazer esse teste em uma rede de 110 de potência ( inversores, conversores,V com essa lâmpada , podemos me- etc... ) , e motorização.dir a corrente elétrica que circula porela. Para um “terra” considerado razo- - Em caso de computadores pes-ável , essa corrente deve estar acima soais, funcionamento irregular comde 600 mA . constantes “travamentos”. Cabe lembrar ao leitor que , essaprática é apenas um artifício ( para não - Falhas intermitentes, que nãodizer macete ) com o qual podemos seguem um padrão.ter uma idéia das condições gerais doaterramento. Em hipótese alguma - Queima de CI’s ou placas eletrô-esse método pode ser utilizado para nicas sem razão aparente , mesmoa determinação de um valor preciso. sendo elas novas e confiáveis. - Para equipamentos com 8 - IMPLICAÇÕES DE monitores de vídeo, interferências na UM MAU ATERRAMENTO imagem e ondulações podem ocorrer. Ao contrário do que muitos pen-sam , os problemas que um aterra- CONCLUSÃOmento deficiente pode causar não selimitam apenas aos aspectos de se- Antes de executarmos qualquergurança . trabalho (projeto, manutenção, ins- É bem verdade que os principais talação, etc...) na área eletroele-efeitos de uma máquina mal aterrada trônica, devemos observar todas assão choques elétricos ao operador , e normas técnicas envolvidas no pro-resposta lenta (ou ausente) dos sis- cesso.temas de proteção (fusíveis, disjun- Somente assim poderemos re-tores , etc...). alizar um trabalho eficiente, e sem Mas outros problemas operacio- problemas de natureza legal.nais podem ter origem no aterramento Atualmente, com os programasdeficiente. de qualidade das empresas, ape- Abaixo segue uma pequena lista nas um serviço bem feito não é su-do que já observamos em campo. ficiente. Laudos técnicos, e docu-Caso alguém se identifique com algum mentação adequada também sãodesses problemas, e ainda não che- elementos integrantes do sistema .cou seu aterramento, está aí a dica: Para quem estiver preparado, a consultoria de serviços de instala- - Quebra de comunicação entre ções em baixa – tensão é um mer-máquina e PC ( CPL, CNC, etc... ) em cado, no mínimo, interessante .modo on-line. Principalmente se o pro- Até a próxima ! ntocolo de comunicação for RS 232. Fig. 7 - Verificação do estado do "terra".SABER ELETRÔNICA Nº 329/JUNHO/2000 59