Sistema De Aterramento

Sistemas de aterramento

Um sistema de aterramento é um conjunto de condutores enterrados, cujo objetivo é realizar o contato entre o circuito e o solo com a menor impedância possível. Os sistemas mais comuns são hastes cravadas verticalmente, condutores horizontais ou um conjunto de ambos.

A forma de aterramento mais completa é a malha de terra, composta de condutores horizontais formando um quadriculado, com hastes cravadas em pontos estratégicos. As malhas são amplamente usadas em subestações. Além das funções descritas anteriormente, as malhas de terra devem assegurar que os níveis de tensão de toque e de passo sejam inferiores ao risco de morte por choque.

O copperweld é um material típico em sistemas de aterramento, consistindo em uma alma de aço revestida por uma camada de cobre. Como formas de conexão são usadas conexões mecânicas e soldas de campo, estas sendo as mais recomendadas.

Um aterramento bem projetado possui uma impedância típica entre 1 e 10 Ω, encontrando-se em grandes subestações valores bem abaixo de 1 Ω. Em certas locações, como em solos muito secos ou rochosos, é praticamente impossível alcançar estes valores, no qual o projetista deve conviver e traçar alternativas.

A resistência de aterramento é muito dependente da constituição do solo, sua umidade e temperatura, pontanto pode apresentar grandes variações ao longo do ano. Ainda, pressões devido a equipamentos pesados e até abalos sísmicos podem romper os cabos do sistema de aterramento, sendo necessário inspeções regulares.

A resistência de aterramento também pode apresentar variações de acordo com a frequência e intensidade das correntes injetadas, como por exemplo, para correntes de corrente contínua, a frequência industrial ou a alta frequência[1], comunente presentes em descargas atmosféricas. Níveis elevados de energia em um aterramento pode provocar fenômenos de ionização do solo (havendo similaridade ao efeito corona), além do aquecimento natural dos cabos e das juntas.

Esquemas de aterramento

Segundo a norma brasileira NBR 5410, que trata de instalações elétricas de baixa tensão, existem os seguintes esquemas de aterramento:

TN-S - Esquema em que os condutores de proteção elétrica (terra) e neutro encontram-se conectados em um mesmo ponto na alimentação do circuito, porém distribuídos de forma independente por toda a instalação.

TN-C-S - Esquema em que os condutores de proteção elétrica (terra) e neutro encontram-se conectados em um mesmo ponto na alimentação do circuito e distribuídos em parte da instalação por um único condutor (que combina as funções de neutro e terra) e em outra parte desta mesma instalação através de dois condutores distintos.

TN-C - Esquema em que os condutores de proteção elétrica (terra) e neutro encontram-se conectados em um mesmo ponto na alimentação do circuito e distribuídos por um único condutor, combinando as funções de neutro e terra por toda a instalação.

TT - Esquema em que o condutor neutro é aterrado em um eletrodo distinto do eletrodo destinado ao condutor de proteção elétrica. Desta forma as massas do sistema elétrico estão aterradas em um eletrodo de aterramento eletricamente distinto do eletrodo de aterramento da alimentação.

IT - Esquema em que as partes vivas são isoladas da terra ou o ponto de alimentação é aterrado através de uma impedância. As massas são aterradas ou em eletrodos distintos para cada uma delas, ou em um eletrodo comum para todas elas ou ainda partilhar do mesmo eletrodo de aterramento da alimentação, porém não passando pela impedância.

Sistemas de aterramento

Nesta introdução, abordaremos alguns tópicos importantes sobre o aterramento de sistemas de potência (alta tensão) e equipamentos eletrônicos sensíveis (baixa tensão).

A conexão intencional de um condutor à terra para a formação de um sistema de aterramento possui diversas motivações. As principais delas são a proteção de seres vivos, o funcionamento adequado de produtos eletrônicos ou ambos:

• Aterramento do sistema (funcional e proteção): aterramento de alguma parte do sistema elétrico, usualmente o neutro. O aterramento do condutor neutro proporciona um caminho de baixa impedância à terra permitindo que correntes de falta possam sensibiliar dispositivos de proteção capazes de interromper a falta no sistema.

• Aterramento de equipamentos elétricos (proteção): aterramento de todas as partes metálicas de equipamentos e máquinas visando a segurança das pessoas.

• Aterramento de equipamentos eletrônicos (funcional): obtenção do sinal de referência estável e com a menor intensidade de ruídos diferenciais possível.

Equipamentros eletrônicos

Também conhecido por aterramento do "sinal comum" ou "sinal de referência", a referência de tensão do sistema para sinais de baixa intensidade e alta frequência (transmissão e processamento de dados). Esse ponto do sistema é muito sensível a transitórios de tensão e; por isso, requer um ponto de referência estável em relação à tensão de alimentação.

De fato, é desejável manter o aterramento do sinal de referência (terra) isolado do aterramento do sistema elétrico de distribuição (neutro), mas devido à dificuldade em se manter um sistema de aterramento de sinal com qualidade e imune aos efeitos do aterramento principal, a NBR 5410 estabelece que os mesmos devem estar conectados em um ponto específico, o BEP (Barramento de Eqüipotencialização Principal).

Não se deve manter dois aterramentos isolados em uma mesma instalação elétrica ou reconectar o Neutro e o PE (terra) após o BEP.

Localização

O sistema de aterramento deve estar localizado na entrada da instalação elétrica ou na fonte de energia elétrica, quando for o caso. Outros pontos do sistema não são recomendados devido a problemas causados por múltiplos caminhos para terra e risco de insegurança por falta de controle adequado (profissional) do sistema de aterramento.

Para sistemas de potência com múltiplas fontes, cada uma delas pode ser aterrada através de uma impedância ou não e um único ponto de aterramento pode