Instalações Elétricas Prediais. Aterramento. Prof. Msc. Getúlio Teruo Tateoki

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1 Prof. Msc. Getúlio Teruo Tateoki

2 Conceito Instalações Elétricas Prediais -É a Ligação intencional de um condutor à terra. -Significa colocar instalações de estruturas metálicas e equipamentos elétricos no mesmo potencial ou estabelecer um referencial de modo que a diferença de potencial entre a terra e o equipamento (ou estrutura) seja zero.

3 Conceito Outra finalidade é de equalizar os potenciais das descidas (descargas atmosféricas, correntes de fuga, etc.) e os do solo, preocupando-se com os locais de frequência de pessoas, a fim de minimizar as tensões de passo. Evitar que as pessoas ao entrarem em contato com a máquinas, equipamentos e estruturas, recebam descargas elétricas sobre elas.

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5 Objetivos Instalações Elétricas Prediais Escoar as cargas estáticas geradas nas carcaças de equipamentos, aeronaves e caminhões com tanque de combustíveis. Sistemas de para-raios(spda Sistema de Proteção contra Descarga Atmosférica), para proporcionar um caminho de escoamento para a terra de descargas atmosféricas.

6 Objetivos Instalações Elétricas Prediais Manter as correntes de falta dentro de limites de segurança de 30 ma de modo a não causar fibrilações cardíacas e com isso facilitar o funcionamento de dispositivos DR, disjuntores e relés por justamente estabelecer a referência de potencial zero e, também, estabelecer uma blindagem eletromagnética.

7 Objetivos Instalações Elétricas Prediais Usar a terra como retorno de corrente do sistema. Obter uma resistência de aterramento a mais baixa possível, para correntes de falta à terra:

8 Alguns conceitos Instalações Elétricas Prediais Tensão de contato: É a tensão que pode aparecer acidentalmente, quando da falha de isolação, entre duas partes simultaneamente acessíveis. Tensão de toque: se uma pessoa toca um equipamento sujeito a uma tensão de contato, pode ser estabelecida uma tensão entre mãos e pés.

9 Alguns conceitos Instalações Elétricas Prediais Em consequência, pode-se ter a passagem de corrente elétrica pelo braço, tronco e pernas, cuja duração e intensidade poderão provocar fibrilação cardíaca, queimaduras ou outras lesões graves no organismo.

10 Alguns conceitos Tensão de passo: Instalações Elétricas Prediais

11 Alguns conceitos Instalações Elétricas Prediais Tensão de passo: Quando da queda de um condutor no solo ou uma descarga atmosférica, ocorre uma elevação de potencial em torno do ponto de contato ou eletrodo de aterramento, formando anéis chamados distribuição de queda de tensão, que são maiores junto ao ponto de contato ficando menores quando se distanciam do ponto.

12 Alguns conceitos Tensão de passo Instalações Elétricas Prediais Se a pessoa estiver em pé dentro da região dos anéis, de pés juntos, provavelmente estará segura. Caso saia correndo, com os passos de aproximadamente 1 metro, estará sob influência da diferença de potencial entre dois pontos e consequentemente, fará que haja circulação de corrente através das duas pernas, provocando acidentes graves.

13 Tipos Instalações Elétricas Prediais direto: Quando a ligação é feita diretamente, sem interposição de qualquer impedância (ou resistência) Indireto: Quando se insere uma impedância entre o condutor e a terra.

14 Tipos funcional: consiste na ligação à terra de um dos condutores do sistema (geralmente neutro) com o objetivo de garantir o funcionamento correto, seguro e confiável da instalação. de Proteção: consiste na ligação à terra das massas e dos elementos condutores estranhos à instalação, com o único objetivo de proporcionar proteção contra contatos indiretos

15 em uma Instalação

16 em uma Instalação Para a instalação de equipamentos eletrônicos em geral, de modo especial os computadores, o aterramento deve ter um plano de referência zero, de modo a operar satisfatoriamente em altas e baixas frequências. No caso de alimentação elétrica de computadores, o aterramento tem a função de proteger o usuário, única e exclusivamente, contra cargas elétricas estáticas e não o computador.

17 em uma Instalação

18 em uma Instalação -Algumas vezes são realizados aterramentos conjuntos, funcionais e de proteção. -São efetuados com eletrodos de aterramento que são condutores colocados em contato com a terra. Estes podem ser : Hastes, perfis, barras, cabos nus, fitas, etc. -A norma ABNT NBR5410 estabelece que o eletrodo de aterramento preferencial de uma instalação seja constituído pelas armaduras de aço embutidas no concreto das fundações das edificações.

19 em uma Instalação

20 em uma Instalação -O termo eletrodo refere-se sempre ao condutor ou ao conjunto de condutores em contato com a terra e portanto abrange desde uma simples haste isolada até uma complexa malha de aterramentos constituída pela associação de hastes com cabos.

21 em uma Instalação -Em qualquer tipo de prédio deve existir um sistema de terra constituído por: Eletrodo de aterramento: condutor ou conjunto de condutores em contato intimo com o solo e que garante(m) uma ligação elétrica. Condutor de proteção (PE): condutor prescrito em certas medidas de proteção contra os choques elétricos e destinado a ligar eletricamente:

22 de uma instalação Eletrodo de aterramento: Tem por finalidade proporcionar bom contato entre a terra, equipamentos e estruturas a serem aterrados. A NBR 5410 determina que o aterramento é uma infraestrutura e faz parte da integridade de edificação, denominada eletrodo de aterramento Pode ser feito da seguinte forma:

23 de uma instalação a) Preferencialmente, uso das próprias armaduras do concreto das fundações (armaduras de aço das estacas, dos blocos de fundação e vigas baldrames), esses procedimentos são suficientes para se obter um eletrodo de aterramentos com características elétricas adequadas; b) Uso de fitas, barras ou cabos metálicos, especialmente previstos, imersos no concreto das fundações, formando um anel em todo o perímetro da edificação.

24 de uma instalação A fita, barra ou cabo deve ser envolvido por uma camada de concreto, de no mínimo 5cm de espessura, a uma profundidade de, no mínimo, 0,5m; c) Uso de malhas metálicas enterradas, no nível das fundações, cobrindo a área da edificação e complementadas, quando necessário, por hastes verticais radialmente ( pés-de-galinha );

25 de uma instalação d) No mínimo, uso de anel metálico enterrado, circundando o perímetro da edificação e complementado, quando necessário, por hastes verticais e/ou cabos dispostos radialmente (pés-degalinha). -Todo o sistema (infra-estrutura) de aterramento deve proporcionar: a) Confiabilidade que satisfaça todos os requisitos de segurança;

26 de uma instalação b) Possa conduzir as correntes de falta à terra sem risco de danos térmicos, termomecânicos e eletromecânicos, ou choques elétricos causados por estas correntes; c) Quando aplicável, atenda também aos requisitos funcionais da instalação.

27 de uma instalação -Um bom aterramento depende também: a) Resistividade do solo; b) Comprimento de cada haste (eletrodos); d) Volume de dispersão disponível para cada haste (eletrodos) e) Número de hastes (eletrodos) ligadas(os) em paralelo.

28 de uma instalação

29 de uma instalação

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37 Eletrodo em Anel

38 Eletrodo em malha

39 Seção mínima dos condutores de aterramento -O condutor de aterramento é aquele que fará interligação da barra de equipotencialização principal (BEP) com a barra de proteção (PE) ao(s) eletrodos(s)de aterramento (haste de terra). -A seção dos condutores de aterramento deve ser dimensionada de acordo com a tabela:

40 Seção mínima dos condutores de aterramento

41 Seções mínimas dos condutores de aterramento enterrados no solo.

42 Condutores de proteção (PE Protection Earth) (Proteção Equipotencial Brasil) -São necessários em todas as instalações elétricas de baixa tensão, independentemente do tipo de esquema de aterramento quer seja TN, TT ou IT, cuja finalidade é a proteção seletiva. -Permitem o escoamento de correntes de fuga e/ou de falta da instalação, garantindo assim uma perfeita continuidade do circuito de terra.

43 Condutores de proteção (PE Protection Earth) (Proteção Equipotencial Brasil) -Liga as massas (estruturas metálicas) dos equipamentos de utilização e se for o caso, o terminal terra das tomadas de corrente, alimentado pelo circuito ao terminal de aterramento (barra de aterramento) do quadro de distribuição respectivo. - No caso de circuito de distribuição, o condutor de proteção interliga o terminal de aterramento do quadro onde parte o circuito ao terminal de aterramento do quadro alimentado pelo circuito.

44 Condutores de aterramento - Cores

45 em uma Instalação Condutor PEN: condutor ligado à terra garantido ao mesmo tempo as funções de condutor de proteção e de condutor neutro; a designação PEN resulta da combinação PEN resulta da combinação PE ( de condutor de proteção) + N (de Neutro); o condutor PEN não é considerado um condutor vivo;

46 em uma Instalação Terminal (ou barra) de aterramento principal: Terminal (ou barra) destinado a ligar, ao dispositivo de aterramento, os condutores de proteção, incluindo os condutores de equipotencialidade e, eventualmente, os condutores que garantam um aterramento funcional; Resistencia de aterramento (total): resistência elétrica entre o terminal de aterramento principal de uma instalação elétrica e terra.

47 em uma Instalação Condutor de aterramento: condutor de proteção que liga o terminal (ou barra) de aterramento principal ao eletrodo de aterramento. Ligação equipotencial: ligação elétrica destinada a colocar no mesmo potencial ou em potenciais vizinhos as massas e os elementos condutores estranhos à instalação; pode-se ter numa instalação três tipos de ligação equipotencial:

48 em uma Instalação A ligação equipotencial principal. Ligações equipotenciais suplementares. Ligações equipotenciais não ligadas a terra. Condutor de equipotencialidade: condutor de proteção que garante uma ligação equipotencial. Condutor de proteção principal: condutor de proteção que liga diversos condutores de proteção da instalação ao terminal de aterramento principal.

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50 Prescrições da NBR 5410 NBR 5410 Apresenta cinco exemplos de esquemas de aterramentos de sistemas elétricos trifásicos. Alguns pontos fundamentais devem ser observados: As massas indicadas não simbolizam um único, mas sim qualquer número de equipamentos elétricos; As figuras não devem ser vistas com conotação espacial restrita;

51 Prescrições da NBR 5410 NBR 5410 Uma mesma instalação pode eventualmente abranger mais de uma edificação, as massas devem necessariamente compartilhar o mesmo eletrodo de aterramento, se pertencentes a uma mesma edificação, mas podem, em princípio, estar ligadas a eletrodos de aterramento distintos, se situadas em diferentes edificações.

52 Prescrições da NBR 5410 NBR 5410 Significado das letras dos esquemas de aterramento: a) Primeira letra Situação de alimentação em relação à terra: T= um ponto diretamente aterrado; I = isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou aterramento através de uma impedância.

53 Prescrições da NBR 5410 NBR 5410 b) Segunda letra Situação das massas da instalação em relação à terra: T = massas diretamente aterradas, independentemente do aterramento eventual de um ponto de alimentação; N = massas ligadas ao ponto de alimentação aterrado (em corrente alternada, o ponto aterrado é normalmente o ponto neutro.

54 Prescrições da NBR 5410 NBR 5410 c) Outras letras (eventuais) Disposição do condutor neutro e o condutor de proteção: S = Funções de neutro e proteção asseguradas por condutores distintos; C = funções de neutro e de proteção combinadas em um único condutor (condutor PEN).

55 - Esquemas Esquemas TN Tem como característica possuir um ponto de alimentação diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a este ponto através de condutores de proteção. São consideradas três variantes de esquemas TN, de acordo com a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção. Podem ser: Esquemas TN-S,TNC-S e TN-C.

56 a) Esquema TN-S Instalações Elétricas Prediais - Esquemas -O condutor neutro e o condutor de proteção são distintos.

57 a) Esquema TN-C-S Instalações Elétricas Prediais - Esquemas -As funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor (em partes do esquema).

58 c) Esquema TN-C Instalações Elétricas Prediais - Esquemas -As funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor (na totalidade do esquema).

59 c) Esquema TN-C Instalações Elétricas Prediais - Esquemas Restrições: Caso ocorra o rompimento do condutor PEN ou falha de isolação, a massa do equipamento fica no mesmo potencial da linha:

60 c) Esquema TN-C Restrições: Portanto, Instalações Elétricas Prediais - Esquemas A confiabilidade de esquema TN particularmente quando a proteção supletiva for realizada por dispositivos à sobre corrente, fica condicionada à integridade do neutro, o que, no caso de instalações alimentadas por rede pública de baixa tensão, depende das características do sistema da concessionaria.

61 - Esquemas c) Esquema TT Possui um ponto de alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a eletrodo(s) de aterramento distintos do eletrodo de aterramento de alimentação. Neste tipo de esquema as correntes de falta direta fase-massa são inferiores a uma corrente de curto-circuito, podendo, todavia, ser suficiente para provocar tensões perigosas.

62 c) Esquema TT Instalações Elétricas Prediais - Esquemas

63 c) Esquema IT Instalações Elétricas Prediais - Esquemas As partes vivas são isoladas da terra ou um ponto de alimentação é aterrado através de impedância. As massas da instalação são aterradas, verificando-se as seguintes possibilidades: a) Massas aterradas no mesmo eletrodo de aterramento da alimentação, se;

64 c) Esquema IT Instalações Elétricas Prediais - Esquemas b) Massas aterradas em eletrodo(s) de aterramento próprio(s), seja porque não há eletrodo de aterramento de alimentação, seja porque o eletrodo de aterramento das massas é independente do eletrodo de aterramento de alimentação.

65 c) Esquema IT Instalações Elétricas Prediais - Esquemas

66 c) Esquema IT Instalações Elétricas Prediais - Esquemas

67 c) Esquema IT Instalações Elétricas Prediais - Esquemas

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