Aterramento eletrico, Esquemas de Engenharia Elétrica

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Programa de Formação

Técnica Continuada

Esquemas de Aterramento

5.0 Esquema IT

5.1 Características........................................ 5.2 Conseqüências....................................... 5.3 Projeto e operação..................................

6.0 Implementação do sistema TN

6.1 Condições preliminares............................ 6.2 Condições impostas................................ 6.3 Proteção contra contatos indiretos............ 6.4 Métodos de determinação do nível de corrente de curto-circuito.......................... 6.5 Método das impedâncias........................ 6.6 Método da composição.......................... 6.7 Método convencional..............................

7.0 Proteção em áreas de alto risco.............

8.0 Proteção em áreas de alto risco.............

8.1 Condições preliminares.......................... 8.2 Condição de primeira falta...................... 8.3 Princípio da monitoração de falta à terra..................................................... 8.4 Exemplos de equipamentos e dispositivos........................................... 8.5 Implementação de dispositivos de monitoração permanente de isolação (PIM)....................................................

Índice

1.0 Introdução

1.1 Definição dos esquemas padronizados de aterramento............................................ 1.2 Caracterização e objetivos........................ 1.3 Esquema TT (neutro aterrado).................. 1.4 Esquema TN........................................... 1.5 Esquema TN-C........................................ 1.6 Esquema TN-S........................................ 1.7 Esquema TN-C-S.................................... 1.8 Esquema IT(neutro isolado)...................... 1.9 Esquema IT (neutro aterrado por impedância)............................................

2.0 Características dos esquemas de

aterramento

2.1 Esquema TN-C........................................ 2.1.1 Características........................................ 2.1.2 Conseqüências.......................................

3.0 Esquema TN-S

3.1 Características........................................ 3.2 Conseqüências....................................... 3.3 Compatibilidade eletromagnética............... 3.4 Arranjo da proteção contra contatos indiretos e fogo........................................ 3.5 Projeto e operação.................................. 3.6 Qualquer modificação da instalação requer um rearranjo e verificação das condições de proteção.............................................

4.0 Esquema TT

4.1 Características........................................ 4.2 Conseqüências.......................................

1.8 Esquema IT (neutro isolado)

Nenhuma conexão intencional é feita entre o ponto neutro da fonte e a terra. Todas as partes condutoras expostas e estranhas à instalação são ligadas ao eletrodo de terra.

Na prática todos os circuitos têm uma impedância de fuga para a terra já que nenhuma isolação é perfeita. Em paralelo com esta resistência de fuga distribuída há uma capacitância distribuida e essas partes juntas constituem a impedância normal para a terra. Exemplo: um sistema de baixa tensão, trifásico, 3 fios com um quilômetro de cabo tem uma impedância de fuga equivalente a uma impedância de terra do neutro Zct de 3.000 a 4.000 Ω.

1.9 Esquema IT (neutro aterrado por impedância)

Uma impedância Zs (da ordem de 1.000 a 2.000 ohms) é ligada permanentemente entre o neutro do enrolamento de BT do transformador e a terra. Todas as partes metálicas expostas e estranhas à instalação são ligadas a um eletrodo de terra. As razões para esta forma de aterramento da fonte são: fixar o potencial de uma pequena rede em relação à terra (Zs é pequena quando comparada com a impedância de fuga) e reduzir o nível de sobretensões, tais como os surtos em relação à terra transmitidos pelos enrolamentos de alta tensão, cargas estáticas, etc.

2.0 Características dos esquemas de aterramento

Cada sistema de aterramento reflete três escolhas técnicas:

n Método de aterramento;

n Disposição dos condutores de proteção;

n Disposição da proteção contra contatos indiretos.

Conseqüências:

n Choque elétrico;

n Fogo (Incêndio);

n Continuidade do sistema de força;

n Sobretensões;

n Perturbações eletromagnéticas;

n Projeto e Operação.

2.1 Esquemas TN-C

2.1.1 Características

n Método de Aterramento:

O neutro é ligado diretamente à terra. O condutor neutro é aterrado em tantos pontos quanto possível.

Partes metálicas expostas do equipamento e partes metálicas estranhas ao equipamento são ligadas ao condutor neutro;

n Arranjo da proteção contra contatos indiretos

L L L N PE

Rn

É obrigatória a desconexão automática no evento de uma falha na isolação.

Esta desconexão deve ser provida por disjuntores (de preferência) ou fusíveis. Quando há o PEN os dispositivos de corrente residual não podem ser usados para essa finalidade desde que uma falta na isolação para terra também constitui um curto circuito fase/ neutro.

2.1.2 Conseqüências

Sobretensões:

n durante uma falha na isolação de AT, irá aparecer uma tensão de freqüência industrial entre as partes metálicas expostas do equipamento de baixa tensão e um terra distante;

n a continuidade do fornecimento de energia, a compatibilidade eletromagnética e o incêndio:

n a corrente de falta da isolação é elevada (da ordem de vários kA).

n Durante uma falha da isolação BT a queda de tensão na fonte, as perturbações eletromagnéticas e o risco de danos ( incêndio, enrolamentos de motores e estruturas magnéticas) são altos;

n sobretensões: durante uma falta a tensão entre fases e as massas sobe para um valor de 1,45 x Un

O esquema TN-C é proibido para circuitos com condutor inferior a 10mm 2. É também proibido para condutores flexíveis.

n Proteção contra Incêndio: O esquema TN-C é proibido em instalações onde há um alto risco de incêndio ou explosão

A razão é que a conexão das partes metálicas estranhas do edifício ao condutor PEN cria um fluxo de corrente nas estruturas resultando em um risco de incêndio e perturbações eletromagnéticas. Durante faltas da isolação estas correntes de circulação são consideravelmente aumentadas. Estes fenômenos constituem a razão da proibição do uso do esquema TN-C em instalações em que o risco de incêndio é alto.

A presença de qualquer comprimento de condutor PEN em um edifício leva ao fluxo de correntes nas partes metálicas expostas e na blindagem de equipamentos alimentados por um sistema TN-S.

n compatibilidade eletromagnética: quando um condutor PEN é instalado em um edifício, independentemente do seu comprimento, ele leva a uma queda de tensão de freqüência industrial em condições normais de operação, criando diferenças de potencial e, portanto, o fluxo de correntes em qualquer circuito formado por partes metálicas expostas da instalação, partes metálicas estranhas do edifício, cabos coaxiais e a blindagem de computadores ou sistemas de telecomunicações. Estas quedas de tensões são amplificadas em instalações modernas pela proliferação de equipamentos gerando harmônicos de terceira ordem. A grandeza desses harmônicos é triplicada no condutor neutro ao invés de ser cancelada como no caso da fundamental;

n em uma maneira menos aparente essas correntes de circulação correspondem a um desbalanço das correntes no circuito de distribuição e portanto à criação de campos magnéticos que podem perturbar tubos de raios catódicos, monitores, certos equipamentos médicos etc. em níveis tão baixos quanto 0,7A/m (isto é, 5 amperes passando a um metro de uma carga sensível - EES). Esse fenômeno é amplificado no evento de uma falta na isolação;

n corrosão: a corrosão tem duas fontes, primeiro a componente CC que o condutor PEN pode conduzir e segundo, as correntes telúricas que corroem os eletrodos de terra e as estruturas metálicas no caso de um aterramento múltiplo ;

n arranjo da proteção contra contatos indiretos.

Devido às altas correntes de curto e tensões de toque:

n uma desconexão automática é obrigatória no evento de uma falha na isolação;

n esta desconexão precisa ser provida por disjuntores ou fusíveis. Nas instalações com um condutor combinado neutro e proteção os dispositivos de correntes residuais não podem ser usadas com este propósito desde que uma falta da isolação para a terra também constitui um curto circuito fase/neutro;

n incêndio: a proteção não é provida para certos tipos de faltas (faltas de alta impedância) que não são instantaneamente transformadas em curto-circuitos francos. Somente dispositivos de corrente residual oferecem este tipo de proteção. Esta situação, portanto apresenta um risco de incêndio;

n projeto e operação: quando são usados Rn disjuntores ou fusíveis para proteção contra

L L L N PE

No evento de uma falta na isolação aparece uma alta tensão de curta duração ao longo do condutor PE criando os mesmos problemas transitórios que no esquema TN-C;

3.4 Arranjo da Proteção contra contatos indiretos e fogo

Devido às altas correntes de falta, e às tensões toque, é obrigatória uma desconexão automática no evento de uma falha da isolação,essa desconexão precisa ser proporcionada por disjuntores, fusíveis ou dispositivos de corrente residual desde que a proteção contra os contatos indiretos possa ser separada da proteção contra os curtos circuitos fase/fase ou fase/neutro; se a proteção contra contatos indiretos for fornecida por dispositivos de proteção contra sobre correntes, as mesmas características se aplicam, como no esquema TN-C; Fogo: A proteção não é provida para faltas impedantes levando a um risco de incêndio;

3.5 Projeto e operação

A impedância dos cabos das fontes e aquela do circuito a ser protegido, precissam ser verificadas por medição depois da instalação e a intervalos regulares, assim como uma dupla determinação das condições de desconexão quando a instalação pode ser suprida por duas pontes (UPS, gerador de reserva etc.),

Os circuitos têm um comprimento máximo que não pode ser excedido.

3.5 Qualquer modificação da instalação requer um rearranjo e verificação das condições de proteção.

Se a proteção contra contatos indiretos for provida por dispositivo de corrente residual: para evitar um disparo indesejável é freqüentemente possível usar correntes residuais altas da ordem de 1 ampere ou mais;

n Fogo, Projeto e Operação

o As condições acima discutidas são eliminadas e são obbtidas as vantagens do esquema TT.

o O uso de dispositivo de corrente residual com condições correntes de operação de 500mA ajuda a prevenir danos de origem elétrica os quais podem ocorrer no evento de faltas de impedância ou devido a altos níveis de faltas de isolação.

4.0 Esquema TT

4.1 Características

n Métodos de Aterramento

o O ponto neutro do transformador é ligado diretamente à terra,

o As partes metáslicas expostas do equipamento são ligadas por condutores de proteção ao eletrodo de terra da instalação o qual é geralmente independente do condutor de aterramento do neutro do transformador;

o Disposição dos condutores de proteção

Os condutores PE são separados dos condutores neutro e são dimensionados para a maior corrente de falta que possa ocorrer;

n Arranjo da proteção contra contatos indiretos

A desconexão automática é obrigatória no evento de uma falta da isolação. Na prática esta desconexão é obtida por dispositivos de correntes residual. Suas correntes de operação precisam ser suficientemente baixas para os dispositivos detectarem a corrente de falta, limitada pelas duas resistências em serie dos eletrodos de terra. n Métodos de Aterramento

4.2 Conseqüências

n O ponto de neutro do transformador é ligado diretamente à terra;

n As partes metálicas expostas do equipamento são ligadas por condutores de proteção ao eletrodo de terra da instalação o qual é geralmente independente do eletrodo de terra do neutro do transformador;

n Sobretensões: ainda que, como no esquema TN o potencial das partes metálicas expostas e o eletrodo de terra sejam o mesmo isto pode não ser verdade para o condutor neutro o qual é galvanicamente ligado a um eletrodo e partes metálicas expostas distintas e, em alguns casos, relativamente afastadas (freqüentemente o caso para quedas de raio em áreas rurais). Em áreas industriais ou urbanas este não é geralmente o caso. O acoplamento dos dois eletrodos de terra é a partir de um ponto de vista geral um compromisso aceitável. A instalação de pára- raios proporciona o nível necessário de proteção;

n Compatibilidade Eletromagnética: no evento de uma falta da isolação a corrente de falta é relativamente baixa. Por exemplo, com um

eletrodo com resistência de um eltrodo de terra de 230V/100A igual aproximadamente a 2, ohms, a corrente de falta é somente 100A. Como conseqüência a queda de tensão criada pela falta, as perturbações eletromagnéticas e a diferença de potencial transitória entre os aparelhos, (por exemplo dois PCs interligados) conectados por um cabo blindado são muito mais facilmente suportáveis que para o esquema TN-S;

n Arranjo dos condutores de Proteção

Os condutores de proteção são separados do neutro e são dimensionados para a maior corrente de falta que possa ocorrer;

n Compatibilidade Eletromagnética: sob condições normais o condutor PE não é sujeito a queda de tensão e todas as inconveniências do esquema TN-C são por isso eliminadas. Na eventualidade de uma falha da isolação a tensão de curta duração que aparece ao longo do condutor PE é baixa e as perturbações resultantes são desprezíveis;

n Projeto e Operação: para circuitos de distribuição a seção transversal do condutor PE pode ser menor que para o esquema TNS;

n Arranjo da Proteção contra Contatos Indiretos: Ë obrigatória desconexão automática no evento de uma falha na isolação.

n Na prática, esta desconexão é obtida por dispositivos de corrente residual. Suas correntes de operação precisam ser suficientemente baixas para os dispositivos detectarem as correntes de falta limitadas pelas resistências de dois eletrodos de terra em serie.

n Dispositivos de Correntes Residual são adicionados na forma de relés para disjuntores e na forma de RCCBs para fusíveis. Eles podem proteger um circuito singelo ou um grupo de circuitos e suas correntes de operação são escolhidas de acordo com o máximo valor da resistência R do eletrodo de terra para as partes condutoras expostas,

n a presença de dispositivos de corrente residual minimiza as restrições de projeto e operação. Não é necessária a impedância da fonte a montante e não há limites em relação ao comprimento dos circuitos (exceto para evitar quedas de tensão excessivas). Uma instalação pode ser modificada ou ampliada sem cálculos ou medições “in-situ”,

n o uso de uma fonte de reserva pela concessionária ou operadora é executada facilmente;

n fogo: o uso de dispositivos de corrente residual com correntes de operação ≤ 500mA previne os incêndios de origem elétrica;

n compatibilidade eletromagnética: correntes de falha de isolação duram um tempo muito curto, menos de 100ms ( ou menos que 400ms em circuitos de distribuição) e são de baixa amplitude.

5.0 Esquema IT

5.1 Características

n método de aterramento

o O neutro do transformador é isolado da terra ou aterrado através de uma impedância e um limitador de sobretensões. Sob condições normais, seu potencial é mantido perto daquele das partes condutoras expostas pelas capacitâncias do equipamento e barramento.

Partes metálicas expostas do equipamento e partes condutoras estranhas do edifício são ligadas ao eletrodo de terra do edifício;

n arranjo dos condutores PE. Os condutores PE são separados dos condutores N e são dimensionados par a maior corrente de falta que possa ocorrer;

n arranjo da proteção contra contatos indiretos. A corrente de falta no evento de uma única falha da isolação é baixa e não apresenta nenhum risco. A ocorrência de um segunda falta deve ser tornada altamente improvável pela instalação de um dispositivo de monitoração que irá detectar e indicar a ocorrência da primeira falta que deve ser então prontamente localizada e eliminada.

5.2 Conseqüências

n método de aterramento. O neutro do transformador é isolado da terra ou é aterrado através de uma impedância e um limitador de sobretensões. Sob condições normais , seu potencial é mantido próximo daquele das partes condutoras expostas pelas capacitâncias do equipamento. As partes condutoras expostas do equipamento e partes condutoras estranhas do edifício são ligadas ao eletrodo de terra do edifício:

se as cargas energizadas por um tal circuito não são críticas, o dispositivo de corrente residual pode disparar em uma primeira falta de isolação, eliminando-o então imediatamente. Por outro lado deve ser evitado o uso de tomadas ou outras medidas devem ser implementadas,

n comentário: o condutor terra, se distribuido, precisa ser protegido por dispositivos tetrapolares incluindo proteção de neutro ou dispositivos bipolares.

Em caixas terminais de distribuição, o uso de dispositivo de proteção uni-polar + neutro é permitido se as características nominais para a fase e neutro são as mesmas ou próximas, e um dispositivo de corrente residual está instalado a montante.

6.0 Implementação do sistema TN

6.1 Condições peliminares

No estágio de projeto, precisa ser calculado o comprimento máximo dos cabos a jusante de um disjuntor de controle (ou conjunto de fusíveis) e durante a execução precisam ser obedecidas certas regras.

6.2 Condições impostas

Precisam ser observadas certas condições, de acordo com a listagem a seguir e ilustradas na fig.40.

1.Precisam ser instalados eletrodos de aterramento distribuidos regularmente (tanto quanto possível) ao longo do condutor PE. Nota: Isto não é normalmente feito nas instalações de residências singelas; nestes casos é suficiente a instalação de um eletrodo na entrada da instalação.

2. o condutor PE não deve passar através de conduites ferromagnéticos, dutos, etc. ou ser instalado sobre estrutura metálica, desde que os efeitos indutivos e de proximidade podem aumentar a impedância efetiva do condutor.
3. no caso de um condutor PEN (um neutro que serve também como condutor de proteção), precisa ser feita a conexão direta ao terminal terra de um aparelho (vide 3 na fig. 40) antes de ligá-lo ao terminal neutro desse aparelho.

4.se o condutor tiver seção inferior a 6mm 2 para o cobre

ou 10 mm

2 para o alumínio, ou quando o cabo for móvel,

os condutores Neutro e Proteção devem ser separados ( i.é., deve ser adotado o sistema TN-S na instalação).

5.as faltas à terra devem ser eliminadas por dispositivos de proteção contra sobrecorrente, i. é. fusíveis ou disjuntores.

A lista a seguir indica as condições a serem respeitadas para a implementação de um sistema TN para a proteção contra contatos indiretos.

RpnA

PEN

TN-C

PE

TN-C-S

N

2 2

3

4

5

5 5

1

notas (1) o esquema TN requer que o neutro da baixa tensão de um transformador MT/BT, e as partes condutoras expostas da SE e da instalação sejam todas aterradas em um sistema único de aterramento. (2) quando a medição da SE for na baixa tensão, é exigido um meio de isolação (chave seccionadora, por ex. ) na origem da instalação da BT que torne visível a isolação. (3) um condutor PEN não deve ser interrompido em nenhuma circunstância. Os dispositivos de controle e comando para os diversos arranjos TN devem ser:

n tripolares quando o circuito inclui um condutor PEN,

n preferivelmente tetrapolares (3 fases + neutro) quando o circuito inclui um neutro e um condutor PE separados.

6.3 Proteção contra contatos indiretos

São normalmente usados três métodos de cálculo:

n o método das impedâncias , baseado na soma trigronométrica das resistências e indutâncias do circuito.

n o método da composição.

n o método convencional , baseado em quedas de tensão assumidas e em tabelas existentes.

6.4 Métodos de determinação do nível de corrente de curto circuito

Em sistemas TN um curto circuito para terra, em princípio, sempre proporciona corrente suficiente para operar um dispositivo de sobrecorrente. A impedância da fonte e da rede de alimentação são muito menores que as dos circuitos da instalação, de modo que qualquer restrição na intensidade das correntes de falta é proporcionada pelos condutores da instalação (cabos longos flexíveis aumentam consideravelmente a

5 5

TN-C TN-C-S

RpnA

1

PEN

2

3

2

PE N 4

5

impedância do “laço de falta”, com uma redução correspondente da corrente de falta).

As recomendações mais recentes da IEC para proteção contra contatos indiretos somente em sistemas TN relaciona os màximos tempos permissíveis de disparo com a tensão nominal do sistema. (vide tabela 13).

A razão embutida nestas recomendações é que, para sistemas TN, a corrente que precisa passar para elevar o potencial de uma parte condutora a mais de 50V é tão alta que uma das duas possibilidades acontecerá:

n o circuito de falta será interrompido (por ruptura do condutor) quase instantaneamente,

ou

n o condutor se soldará em uma falta sólida e proporcionará corrente adequada para operar os dispositivos de sobrecorrente.

Para assegurar a operação dos dispositivos de sobrecorrente no último caso, é necessária uma avaliação razoavelmente precisa do nível de corrente de falta, na etapa de projeto.

Uma análise rigorosa requer o uso das técnicas das componentes simétricas aplicadas individualmente a cada circuito. O princípio é correto, mas a quantidade de cálculo não é considerada justificável, especialmente porque as impedâncias de sequência zero são extremamente difíceis de calcular com razoável precisão em uma instalação média de BT.

São preferíveis outros métodos de precisão adequada. Três métodos práticos são: n o “método das impedâncias” , baseado na soma de todas impedâncias (somente as de sequência positiva) ao longo do laço de falta para cada circuito,

n o “método da composição” o qual é uma estimativa do nível de corrente de curto circuito em um terminal remoto do laço quando o nível de corrente de curto circuito no terminal próximo do laço for conhecido,

n o “método convencional” com o cálculo dos níveis mínimos de correntes de falta à terra, junto com o uso de tabelas para obtenção rápida dos resultados.

Estes métodos somente são aplicáveis nos casos em que os cabos que constituem o laço de corrente de falta estão próximos uns dos outros e não separados por materiais ferromagnéticos.

6.5 Método das impedâncias

Neste método são somadas as impedâncias de sequência positiva de cada item (cabo, condutor PE, transformador, etc.) incluido no laço de falta à terra e a

corrente de curto circuito é calculada usando a fórmula:

I = U/ (∑ R)

2

• (∑ X)

2

onde as duas parcelas (dentro do radical) são respectivamente a soma de todas as resistências no laço e a soma de todas as reatâncias indutivas no laço ambas elevadas ao quadrado e U é a tensão nominal fase-neutro do sistema. A aplicação do método nem sempre é fácil, porque ele supõe o conhecimento dos valores de todos os parâmetros no laço. Em muitos casos, um guia, ou manual pode fornecer valores típicos para estimativa.

6.6 Método da composição

Este método permite a determinação da corrente de curto circuito no terminal de um laço a partir do conhecimento da corrente de c.c. no terminal da fonte pela seguinte fórmula:

I = U.Isc/ U + Zsc.Isc

Nota: neste método as impedâncias individuais são somadas aritmeticamente* como no procedimento do método anterior.

• Isto resulta em um valor de corrente o qual é menor que o real. Se os ajustes de sobrecorrente forem baseados no valor calculado acima, então a operação do relé ou do fusível está assegurada.

6.7 Método convencional

Este método é geralmente considerado como suficientemente preciso para fixar o limite superior dos comprimentos dos cabos.

Princípio: O princípio basea-se no cálculo da corrente de curto circuito considerando que a tensão na origem do circuito ( i. é. o ponto no qual o dispositivo de proteção está localizado) permanece a 80% ou mais da tensão nominal fase-neutro. O valor de 80% é usado juntamente com a impedância do circuito do laço, para calcular a corrente de curto circuito.

Este coeficiente leva em consideração todas as quedas de tensão a montante do ponto considerado. Em cabos de BT, quando todos os condutores de um circuito trifásico de 4 fios estão próximos entre si ( o que é o caso normal), a reatância indutiva interna para* e entre os condutores é desprezivel em relação à resistência do cabo.

Id L

C

PE

S (^) PE Sph

A B

O máximo comprimento de um circuito de uma instalação em um sistema TN é dado pela fórmula: Lmáx. = 0,8 Uo Sph/ ρ(1+m) Ia, onde: Lmax. = comprimento máximo em metros Uo = tensão de fase = 220 V para um sistema 220/380 V

ρρρ ρρ = resistividade sob temperatura normal em ohm-mm 2 / metro =22,5x 10-3 para o cobre

= 36x 10 -3 para o alumínio Ia = corrente de disparo de ajuste para operação instantânea do disjuntor ou, Ia = a corrente que assegura a operação do fusível respectivo, no tempo especificado m = Sph / SPE Sph = seção transversal dos condutores fase do circuito

em mm^2 SPE = seção transversal do condutor de proteção em mm^2

tabelas As tabelas seguintes aplicáveis a sistemas TN foram estabelecidas de acordo com o “método convencional” descrito acima. As tabelas, de acordo com o guia UTE C15-105, dão o comprimento máximo dos circuitos alem dos quais a resistência ôhmica dos condutores irão limitar a intensidade da corrente de curto circuito a um nível abaixo do requerido para disparar o disjuntor (ou fundir o fusível) protegendo o circuito, com suficiente rapidez para assegurar segurança contra contato indireto.

fator de correção A tabela 42 indica o fator de correção a aplicar aos valores dados nas tabelas 43 a 46 de acordo com a relação Sph / S PE, o tipo do circuito e o material dos condutores. circuito metálico m = SPH /SPE (or PEN) material m = 1 m = 2 m = 3 m = 4 3P + N or P + N cobre 1 0.67 0.50 0. alumínio 0.62 0.42 0.31 0.

Uma instalação trifásica 4 fios (220/380 V) é do tipo TN- C. Um circuito é protegido por um disjuntor de 63A e

possui cabos de alumínio com 50mm^2 nos condutores

fase (Sph) e 25 mm 2 (Spen) no condutor PEN. Qual é o máximo comprimento do circuito, abaixo do qual a proteção das pessoas contra contatos indiretos, é assegurada pelo disparo do relé magnético instantâneo do disjuntor? A tabela 44 dá 617 metros, para o qual deve ser aplicado o fator 0,42 (tabela 42 para cabo de alumínio e m=2). O comprimento máximo do circuito será: 617x0,42 = 259metros.

caso particular em que uma ou mais partes condutoras expostas é (são) aterrada(s) em um eletrodo de aterramento separado Precisa ser prevista proteção contra contatos indiretos por um DCD na origem de qualquer circuito que alimente um aparelho e ou grupo de aparelhos, cujas

partes metálicas expostas sejam ligadas a um eletrodo de aterramento independente. A sensibilidade do DCD precisa ser adaptada à resistência do eletrodo (RA2 na figura 47). A jusante do DCD, o esquema precisa ser TN- S.

RA 1 RA 2 a distant location

DCD de alta sensibilidade

A IEC 364-4-471 recomenda fortemente o uso de um DCD de alta sensibilidade (≤ 30 mA) nos seguintes casos: n circuitos de tomadas com correntes nominais ≤ 32 A em qualquer local,

n circuitos de tomadas em locais úmidos e qualquer corrente,

n circuitos de tomadas em instalações temporárias,

n circuitos alimentando lavanderias e piscinas,

n circuitos de alimentação de campings, barcos de recreio e feiras ambulantes. Esta proteção pode ser para circuitos individuais ou para grupos de circuitos,

n fortemente recomendado para circuitos de tomadas ≥ 20 A ( obrigatório se eles são destinados ou podem alimentar equipamentos portáteis para uso ao tempo),

n em alguns paises, estes requisitos são obrigatórios para todos os circuitos de tomadas ≤ 32 A.

7.0 Proteção em áreas de alto risco

Em locais em que o risco de incêndio é elevado, o esquema TN-C é proibido e o sistema TN-S precisa ser adotado. A proteção por um DCD de sensibilidade 500 mA na origem do circuito que alimenta locais com risco de incêndio é obrigatório em alguns paises.

quando a impedância do laço de corrente de falta é particularmente alto

Quando a corrente de falta à terra é restrita devido a uma impedância inevitavelmente alta, de modo que a proteção de sobrecorrente não pode ser baseada no disparo do disjuntor do circuito dentro do tempo prescrito, as seguintes possibilidades devem ser consideradas:

a distant location

RA1 RA

Sugestão 1: instalar um disjuntor que tenha um disparo magnético instantâneo com um nível de operação menor que o ajuste usual, por exemplo:

2In ≤ Irm ≤ 4In

Isto proporciona proteção para pessoas em circuitos que são normalmente longos. Precisa ser verificado, entretanto, se altas correntes transitórias tais como correntes de partida de motores não irão causar desligamentos indesejados.

Sugestão 2: instalar um DCD no circuito. O dispositivo não precisa sensibilidade muito alta (HS) (vários amperes a poucos dezenas de amp.). Quando são envolvidas tomadas, os circuitos precisam em qualquer caso ser protegidos por DCD de alta sensibilidade (HS) ( ≤ 30 mA); geralmente um DCD para cada tomada em um circuito comum.

Sugestão 3: aumentar a bitola dos condutores PE ou PEN e/ou condutores de fase, para reduzir a impedância do laço.

Sugestão 4: adicionar condutores equipotenciais suplementares. Isto terá um efeito similar ao da sugestão 3. i é., uma redução na resistência do laço de falta à terra, enquanto que ao mesmo tempo melhora as medidas existentes de proteção contra tensões de toque. A eficiência desta melhoria pode ser verificada pelo teste da resistência entre cada parte condutora exposta e o condutor de proteção principal. Para instalações TN-C, não são permitidas interligações como mostradas na fig. 52 e a sugestão 3 não deve ser adotada.

8.0 Implementação do sistema IT

A característica básica do sistema IT é que, no evento de uma falta à terra, o sistema pode continuar operando sem interrupção.

Uma falta desse tipo é denominada “primeira falta”. Neste esquema, todas as pate condutora expostas de uma instalação são conectadas via cindutor PE ao eletrodo de terra da instalação, enquanto o ponto Neutro do transformador de alimentação é isolado da tera ou aterrado através de um resistor de valor elevado (comumente 1000 ohms ou mais).

Isto significa que a corrente de uma falta à terra será medida em miliamps, que não causará danos sérios no ponto de falta, e não gerará tensões de toque elevadas ou riscos de incêndio. O sistema pode, dessa maneira, ser deixado em serviço até que seja conveniente isolar a parte defeituosa para reparos.

Na prática, o esquema requer certas medidas específicas para seu funcionamento satisfatório:

n monitoração permanente da isolação em

relação à terra, com anúncio audível ou visível quando da ocorrência da primeira falta,

n um dispositivo capaz de limitar a tensão que o neutro do transformador pode atingir, em relação à terra, n uma rotina de localização da “primeira falta” por um pessoal eficiente de manutenção. A localização de uma falta é muito facilitada pelo uso de dispositivos localizadores que são disponíveis no mercado,

n disparo automático de alta velocidade de disjuntores adequados que devem atuar no caso de uma “segunda falta” ocorrer antes de ser reparada a primeira falta. A “segunda falta”, por definição é uma falta à terra que afeta uma outra fase que não aquela da primeira falta ou um condutor neutro*.

n A segunda falta resulta em um curto circuito através da terra e/ou através dos condutores PE.

• em sistemas em que o neutor é distribuido, como mostrado na fig. 58.

8.1 Condições preliminares

As condições preliminares são resumidas na tabela 53 e na fig. 54 funções mínimas requeridas componentes e dispositivos exemplos (MG) proteção contra sobretensões na frequência do sistema (1) limitador de tensão Cardew C resitor de aterramento do neutro (para variação da impedância de aterramento) (2) resistor impedância Zx monitor de falta à terra com alarme na condição de primeira falta (3) monitor permanente de isolação (PIM ou MPI) com alarme Vigilohm TR22A ou XM 200 eliminação automática de uma segunda falta e proteção do condutor neutro contra sobrecorrente (4) disjuntores tetra polares (se o neutro for distribuído) todos quatro polos + disparo Disjuntor Compact ou RCD-MS localização da primeira falta (5) dispositivo para localização da falta com o sistema energizado, ou por aberturas sucessivas dos circuitos Sistema Vigilohm

8.2 Condição de primeira falta

A corrente de falta à terraque flui nas condições de primeira falta é medida em mili-amps. A tensão de toque em relação à terra é o produto desta corrente pela resistência de terrado eletrodo da instalação e do condutor PE (desde o pnto de falta até o eletrodo). Este valor é claramente seguro e pode atingir vários Volts somente no pior caso ( por um resistor de aterramento de resistência 1000 ohms passará uma corrente de