PROTEÇÃO DASPESSOASNOSESQUEMASDELIGAÇÃOÀTERRA TN E IT

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1 Joé António Beeza Carvaho ntituto Superior de Engenharia do Porto PROTEÇÃO DASSSOASNOSESQUEMASDELGAÇÃOÀTERRA TN E T Reuo O correto dienionaento do dipoitivo de proteção da peoa contra contacto indireto e intaaçõe eétrica de Baixa Tenão (BT), é ua da condiçõe undaentai para que ua intaação poa er utiizada e exporada co conorto e e pereita condiçõe de egurança. De acordo co a noraização e vigor, é, tabé, ua da condiçõe eenciai para a certiicação ou icenciaento da intaaçõe eétrica por parte da entidade ou organio reponávei, a que etão atribuída eta copetência. O ponto da aientação igado à terra é, e regra, o ponto neutro. Na intaaçõe ixa pode-e utiizar u ó condutor co a unçõe de condutor de proteção e de condutor neutro (deignado por condutor N) dede que o condutor de proteção tenha ua ecção não inerior a 1 2, e de cobre ou a 16 2, e de auínio e, a parte da intaação cou (equea TN-C) não eteja ocaizada a juante de u dipoitivo dierencia. Ete ELT encontra-e repreentado na Figura 1. A unção do dipoitivo de proteção da peoa contra o contacto indireto erá o corte autoático da aientação da intaação eétrica, que e cao de deeito, e e conequência do vaor e da duração da tenão de contacto, evitará o rico de e produzire eeito iiopatoógico perigoo na peoa. A edida de proteção adotada obriga à coordenação entre o Equea de Ligação à Terra (ELT)) adotado, a caracterítica do condutore de proteção e o repetivo dipoitivo de proteção. Figura1.Equeade igação à terra TN (Fonte Schneider Eectric) Nete artigo ão apreentado agun exepo de cácuo do dipoitivo de proteção da peoa contra contacto indireto, de acordo co o ELT adotado para a intaação eétrica. 1. Cácuo no Equea de Ligação à Terra TN O ELT TN caracteriza-e por toda a aa da intaação ere igada ao ponto da aientação igado à terra, próxio do tranorador ou do gerador da aientação da intaação, por eio de condutore de proteção. Nete ELT u deeito de ioaento é iiar a u curtocircuito ae neutro, e o corte deve er aegurado peo dipoitivo de proteção contra curto-circuito, co u tepo áxio de corte epeciicado que é unção da tenão iiteconvenciona(u L )adiíveparaoocadaintaação, ou eja, 25V ou 5V e corrente aternada, endo o vaor deinido pea caiicação do oca quanto à inuência externa. SegundoanoraCE364otepodecortedodipoitivode proteçãodeveráerde,4parau L =5Ve,2paraU L =25V. 2

2 Seguidaente, apreenta-e u circuito de ua intaação eétrica de BT, triáica (4V), onde é adotado o ELT TN-C, ou eja, a unção de neutro e de proteção etão cobinada nu único condutor(n). Ete circuito é apreentado na igura 2. O circuito te u copriento de 4, a ecção do condutordeae éde95 2 e a do condutorde proteção é de 5 2. O circuito etá protegido co dijuntor NS 25N (Schneider Eectric) equipado co diparador agnetotérico TM 25 curva D. Pretende-e veriicar e nete ELT, a proteção da peoa contra contacto indireto etá eetivaente garantida co ete dipoitivo de proteção. Figura 3. Curva de diparo TM25D (Fonte: Schneider Eectric) Coo e pode veriicar, a atuação do diparador agnético dete dijuntor poderá er reguada para uncionar entre 5 a 1vezeovaornoina(n),oueja,entre125e25A. NeteELTaipedânciadaahadedeeito erá: = d (1) Figura 2. Exepo de cácuo. Equea de igação à terra TN-C Ua condição undaenta para o correto dienionaento do dipoitivo de proteção, é conhecer a curva de atuação do dipoitivo, de aneira a obter-e o vaor da corrente correpondente ao iiar de uncionaento do diparador agnético do apareho de proteção. A curva dete dipoitivo de proteção é apreentada na igura 3. e que K toa o vaor de,8 para intaaçõe eéctrica, U éatenão ipe noina da intaação e d éacorrente de deeito. Para que a protecção contra curto-circuito tabé garanta a protecção contra contacto indirecto, é neceário para o dijuntore que: eque éacorrentedeactuaçãododiparadoragnético do dipoitivo. (2) 21

3 Para a protecção por uívei, é neceário que: e que é a corrente convenciona de uncionaento do uíve. Atendendo a que nete ELT u deeito é eectivaente u curto-circuito entre ua ae e o condutor de protecção, a ipedância da aha de deeito erá então: R = ρ + ρ e que ρ é a reitividade de condutor de ae, ρ a reitividade do condutor de protecção, é o copriento do condutore, a ecção do condutor de ae e a ecção do condutor de protecção. Coniderando que o condutore de ae e de protecção tê a ea caracterítica, a ipedância da aha de deeito erá então: (3) (4) Para o circuito apreentado na igura 2, o copriento áxio protegido do circuito, para ua reguação do diparador agnético de 5xn(=125A) erá de:, (8),225 (1 + 19) 125 para ua reguação do diparador agnético de 1xn (=25A) erá de:, ,225 (1 + 19) 25 Atendendo que o copriento do circuito é de 4, veriica-e que e quaquer do cao o dijuntor garante a protecção da peoa contra contacto indirecto. No entanto, deve-e tabé veriicar e o tepo de actuação do dipoitivo é copatíve co o epeciicado pea curva de egurança, para a tenão iite convenciona deinida para o oca da intaação, que coo já oi reerido, egundo a nora CE 364 deverá er de,4 para U L =5V e,,2parau L =25V. (9) R = ρ ( 1+ ) (5) Ai, torna-e iportante cacuar o vaor da tenão de contacto e cao de deeito. e que; = e O copriento áxio protegido do circuito erá então, para dijuntore: ρ (1 + ) eparauívei eráde: ρ (1 + ) ρ = 1,25 ρ 2ºc (6) (7) U U = R c e que: d então: c = = R R = ρ d = i ρ (1 + ) ρ (1 + ) U c = 1+ (1) (11) (12) (13) 22

4 Para o exepo e conideração, repreentado na igura 2, te-e: 1,9 U c =,8 23 = 12, 6V 1+ 1,9 (14) Pea curva de egurança, e para a tenão iite convenciona de 25V, o dipoitivo deve actuar nu tepo inerior a 18. tenõe de contacto uito perigoa, devendo er toada a edida adequada de ora a evitar rico de eeito iiopatoógico perigoo na peoa ucetívei de icar e contacto co parte condutora iutaneaente aceívei. Coo ta, a proteção da peoa nete ELT é orientada para o dienionaento do dipoitivo de proteção atuare na ituação de egundo deeito. Coo e pode veriicar na curva de uncionaento do dijuntor, apreentada na igura 3, o dipoitivo actuará nu tepo inerior ao reerido e copatíve co o epeciicado pea nora CE 364. Ai, para eta intaação, e para ete ELT, pode-e garantir que o dijuntor apreentado protege eectivaente a peoa contra contacto indirecto. Figura4. Painede reguaçãodo reéeetrónicotm25d (Fonte Schneider Eectric) 2. Cácuo no equea de igação à terra T Ete ELT apreenta coo principa vantage, a garantia de continuidade de erviço e preença de u prieiro deeito de ioaento. Coo e expicou no artigo pubicado na revita anterior, neteequeadeigaçãoàterra,apreençadeuprieiro deeito não origina vaore de tenão de contacto perigoo para a peoa. No entanto, é obrigatório a preença de u Controador Peranente de oaento (CP), de aneira a inaizar o deeito e peritir a ua eiinação o ai rapidaente poíve. A anietação de u egundo deeito, e que tenha ido eiinado o prieiro, ipicaria agora a exitência de 23 Figura 5. Curva de egurança e intaaçõe de baixa tenão É iportante eiinar toda a ituaçõe que poa contribuir para diinuir a iabiidade do itea. Ai, não e deve ditribuir o condutor neutro, poi poderá correr-e o rico de anietar-e u egundo deeito e que o prieiro tenha ido inaizado, atuando a proteção e perdendo-e toda a vantagen inerente à utiização dete ELT. Ete equea caracteriza-e por a parte ativa da intaação eétrica ere ioada da terra ou igada a eta atravé de ua ipedância de vaor eevado. A aa do apareho de utiização ão igada à terra, individuaente ou por grupo.

5 A ituação ai cou na intaaçõe onde é adotado ete ELT, é toda a aa, incuindo a da onte, etare igada aueoeétrodo deterra. A igura 6 apreenta a aha de deeito na ituação de u prieiro deeito na intaação. Ai, a condiçõe de eiinação da corrente de u egundo deeito é então garantida pea ea condiçõe indicada para o equea TN. peo dipoitivo de proteção contra obreintenidade (dijuntore e uívei). Ete dipoitivo ão utiizado na ituaçõe e que ao egundo deeito ão apicada a condiçõe de proteção deinida para o equea TN; Seguidaente, apreenta-e u circuito de ua intaação eétrica de BT, triáica (4V), onde é adotado o equea T, e neutro ditribuído (ituação cou nete ELT). Ete circuito é apreentado na igura 8. Figura 6. Equea de Ligação à Terra T:1º deeito (Fonte Schneider Eectric) A igura 7 apreenta a aha de deeito na ituação de u egundo deeito e o prieiro ter ido eiinado. Figura 8: Exepo de cácuo. Equea T O circuito te u copriento de 76, a ecção do condutordeaeedeproteçãoéde252. Figura 7. Equea de Ligação à Terra T:2º deeito (Fonte Schneider Eectric) Nete equea T, a proteção da peoa contra contacto indireto é undaentaente garantida por doi tipo de equipaento: peo CP, eenciaente detinado à vigiância do prieiro deeito, ebora poa tabé er utiizado coo dipoitivo de proteção na ituaçõe e que or neceário provocar o corte ao prieiro deeito; O circuito etá protegido co dijuntor epeciico para proteção de aída otor NS 8H (Schneider Eectric) equipado co diparador otor integrado MA 8. Pretende-e veriicar e nete equea de igação à terra, a proteção da peoa contra contacto indireto etá eetivaente garantida co ete dipoitivo de proteção. Tabé no cao dete equea é undaenta para o correto dienionaento do dipoitivo de proteção, conhecer a curva de atuação do dipoitivo, de aneira a obter-e o vaor da corrente correpondente ao iiar de uncionaento do diparador agnético do apareho de proteção. A curva dete dipoitivo de proteção é apreentada na igura 9. 24

6 Coo e pode veriicar, a atuação do diparador agnético dete dijuntor veriica-e entre 6 a 14 veze o vaor noina (n=8a), ou eja, entre 48 e 112A. Tabé nete equea de igação à terra, ta coo no regie TN, u deeito é eetivaente u curto-circuito entreuaaeeocondutordeproteção. Então, para ete circuito, e neutro ditribuído, a ipedância da aha de deeito erá: K 3 U (15) eque éacorrentedeactuaçãododiparadoragnético do dipoitivo. Nete ELT conidera-e coo boa aproxiação que ao egundo deeito, o copriento da aha de deeito é dupo e reação ao prieiro deeito. Então, a ipedância da aha de deeito erá nete cao: R = ( ρ + ρ 25 (16) Coniderando tabé que o condutore de ae e de protecção tê a ea caracterítica, a ipedância da aha de deeito erá então: R = ( ρ (1 + )) eque; = =1 e (17) O copriento áxio protegido dete circuito erá então, para dijuntore: K 3 U ρ (1 + ) ρ = 1,25 ρ 2ºc ) (18) Figura 9: Curva de diparo MA8 (Fonte Schneider Eectric) Para o circuito apreentado na igura 8, o copriento áxio protegido do circuito, para ua reguação do diparador agnético de 6xn(=48A) erá de:, ,225 (1 + 1) 48 (19) Para ua reguação do diparador agnético de 14xn (=112A) erá de:, ,225 (1 + 1) 112 (2) Atendendo que o copriento do circuito é de 76, veriica-e que para quaquer reguação do diparador MA(6 a 14xn), o dijuntor garante a protecção da peoa contra contacto indirecto. No entanto, ta coo no equea de igação à terra TN, tabé e deve veriicar e o tepo de actuação do dipoitivo é copatíve co o epeciicado pea curva de egurança, para a tenão iite convenciona deinida para o oca da intaação, que coo já oi reerido, egundo a nora CE 364 deverá er de,4 para U L =5V e,,2 para U L =25V.

7 Ai, torna-e iportante cacuar o vaor da tenão de contacto e cao de egundo deeito. U = R c d (21) e que, atravé de ua dedução idêntica à eetuada para o equea de igação à terra TN, obtê-e: U c = K 3 U (1 + ) (22) Para o exepo e conideração, repreentado na igura 6, te-e: 1 U c =, = 79, 7V (1 + 1) (23) Pea curva de egurança (igura 1), e para a tenão iite convenciona de 25V, o dipoitivo deve atuar nu tepo inerior a 28. Coo e pode veriicar na curva de uncionaento do dijuntor, apreentada na igura 9, o dipoitivo atuará nu tepo inerior ao reerido e copatíve co o epeciicado pea nora CE Concuõe Nete artigo apreentou-e doi exepo de cácuo e dienionaento do dipoitivo de proteção da peoa contra contacto indireto. U exepo para o ELT TN, e outroparaoelt T. Atendendo a que nete equea, e para o cao do exepo apreentado, ua ituação de deeito é epre ua ituação de curto-circuito entre u condutor ativo e a aa do equipaento de utiização, ou eja, u curtocircuito entre u condutor ativo e o condutor de proteção, ão, noraente, o dipoitivo de proteção contra obreintenidade que terão a unção de tabé garantir a proteção da peoa contra contacto indireto. Na reaidade, no exepo que ão apreentado, o que e teve que azer oi veriicar e reaente o dipoitivo de proteção contra curto-circuito tabé veriicava a condiçõe neceária à proteção da peoa contra contacto indireto. Ete acto oi anaiado atravé da veriicação do áxio copriento protegido. Ai, tabé para eta intaação, e para ete ELT, podee garantir que o dijuntor apreentado protege eetivaente a peoa contra contacto indireto. Eetivaente, nete doi equea de igação à terra, para e poder dienionar corretaente o dipoitivo de proteção, é undaenta conhecer be a caracterítica do circuito, noeadaente copriento da intaação, tipo de condutore, trajeto do cabo, ecção do condutore. Outro ator iportante, é veriicar e o dipoitivo atua nu tepo copatíve co epeciicado pea nora de egurança. Ete acto depende da condiçõe do oca da intaação eétrica. De acordo co eta condiçõe, o reguaento ipõe coo tenão de contacto iite, 25V ou 5V. Figura 1. Dijuntor Copact NS 8H co diparador MA (Fonte Schneider Eectric) Ai, torna-e iportante cacuar o vaor da tenão de contacto e cao de deeito e, atravé da curva de egurançado25vou5v, conoreocao,obter otepo 26

8 áxio de atuação do dipoitivo de ora a que a tenão de contacto nunca utrapae o vaor da tenão iite convenciona. Ete acto obriga, tabé, a conhecer uito be a curva de uncionaento do dipoitivo de proteção, para veriicar e eta regra do tepo de atuação tabé é garantida. No cao do dijuntore, a zona de uncionaento agnético do diparadore é quae intantânea, não endo a regra do tepo de atuação probeática para ete tipo de equipaento de proteção. O acto torna-e ai iportante quando o dipoitivo de proteção ão uívei. 4. Bibiograia - "Equea de Ligação à Terra e a Proteção de Peoa". Aua do Proeor Joé António Beeza Carvaho, ntituto Superior de Engenharia do Porto. - Regra Técnica da ntaaçõe Eétrica de Baixa Tenão - ntaaçõe Eétrica ndutriai" - João Maede Fiho - Editora LTC 5ª Edição - Equea de Ligação à Terra e BT (Equea de igação à terra) Caderno Técnico nº Bernard Lacroix e Roand Cava. Edição: Schneider Eectric. - Eectrica-ntaation-Guide_216. Edição: Schneider Eectric Divugação: Títuo: ntaaçõe Eétrica de Baixa Tenão Autor: António Auguto Araújo Goe Editora: Pubindútria Data de Edição: 215 SBN: Nº Página: 151 Encadernação: Capa oe 27