O aterramento do neutro, solidamente, dos sistemas elétricos em tensões abaixo de 1 Kvca, em especial em subestações industriais de processo ou utilidades, é de fundamental importância para diminuir os estragos causados aos equipamentos pelas correntes de curto circuito, para permitir a operação seletiva de relés de terra e para evitar o aparecimento de sobretensões transitórias de valor elevado.

1. O aterramento do neutro, solidamente, dos sistemas elétricos em tensões abaixo de 1 Kvca, em especial
em subestações industriais de processo ou utilidades, é de fundamental importância para diminuir os estragos
causados aos equipamentos pelas correntes de curto circuito, para permitir a operação seletiva de relés de
terra e para evitar o aparecimento de sobretensões transitórias de valor elevado. Sistemas acima de 1Kv a 15Kv
são normalmente aterrados através de resistores, selecionados de maneira que num curto fase-terra, exista
corrente necessária para sensibilizar os relés de terra. Vários esquemas de relés são disponíveis para se obter
uma proteção eficiente contra curtos monofásicos.
O melhor deles, sem duvida, é o esquema diferencial, função Ansi 87, extremamente rápido e sensível e
também altamente seletivo. Consiste de dois ou mais jogos de transformadores de corrente que comparam as
correntes que entram e saem numa dada parte do sistema. Se houver um curto circuito monofásico dentro da
área abrangida pelos transformadores de corrente, haverá um desbalanceamento das correntes e a bobina de
operação do relé será sensibilizada. A sua rapidez de operação é excelente, da ordem de 3 ciclos. O conceito
pode ser estendido aos alimentadores e linhas de distribuição através de um esquema denominado proteção por
fio piloto.
Os relés de sobrecorrente em arranjo residual, função Ansi 51N são também largamente usados na
proteção de sistemas elétricos industriais contra curto circuitos fase-terra. O ultimo arranjo, denominado
Ground Sensor – Sensor de terra, função Ansi 50GS é mais rápido e mais sensível, pois não está sujeito aos
erros de corrente que podem existir nos circuitos residuais dos transformadores de corrente. Os relés de
sobrecorrente residuais ou “ground sensor” podem ter características temporizadas ou instantâneas.
Os esquemas de proteção diferencial 87 são inerentemente seletivos, enquanto que os arranjos em
cascata de relés de sobrecorrente residuais e de terra devem aguardar, no plano tempo-corrente, uma
determinada margem de tempo (folga de coordenação: 200 a 400 milissegundos) a fim de coordenarem
seletivamente, isolando a parte desejada da área com defeito. Esta margem é estabelecida para uma corrente
igual a corrente de curto-circuito fase-terra da área. Como os transformadores ligados em Delta-Estrela DY
isolam a circulação das correntes fase terra, os intervalos de coordenação são reiniciados em tempo.
Quando existem vários relés de terra em série, a atuação e retirada do defeito podem apresentar
tempos da ordem de segundos, que à base dos conceitos de energia incidente são considerados excessivamente
longos e inadmissíveis. Como os valores de corrente de curto circuito monofásico em sistemas de baixa tensão
solidamente aterrado podem atingir valores elevadíssimos, da ordem de 20 a 50 KA nos sistemas industriais,
muitos profissionais sugerem a instalação de resistores em baixa tensão a despeito de sobretensões
transitórias de 5 a 6 vezes a tensão nominal.
Sistemas Eletricos solidamente aterrados em Baixa Tensão - Setembro 1986 – Paulo de Tharso S. Castro

2. Achamos que a solução a ser projetada e testada seria a instalação de um disjuntor 52 instalado no
aterramento solido, em paralelo com um resistor de aterramento. Desta forma a operação contínua em caso
normal, seria como se o sistema fosse solidamente aterrado, mas no caso de um defeito fase-terra de
proporções suficientes para acionar o disjuntor, este abriria e através de contatos auxiliares faria alarme ou
isolaria a área atingida. Desta forma teríamos uma solução de operação sem desequilíbrios de tensão e uma
limitação da energia incidente causada por arco de um defeito fase-terra.
13.8Kv
52
TF 2000 Kva
13.8 - 0.48Kv Delta-Estrela
Aterramento Solido
52 30 52 RS
0.48Kv
Sistemas Eletricos solidamente aterrados em Baixa Tensão - Setembro 1986 – Paulo de Tharso S. Castro