Esquemas de Aterramento em Baixa Tensão

Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas

ATERRAMENTO DE INSTALAÇÕES

EM BAIXA TENSÃO



NORMAS BRASILEIRAS



_{NBR-5410/2004 - Instalações Elétricas de}

Baixa Tensão



_{NBR-5419/2005 - Proteção de Estruturas}

ESQUEMA TN-S



TN-S

- condutores neutro e proteção separados

L1 PE N L3 L2 L1 MASSAS Aterramento da alimentação

ESQUEMA TN-C-S



TN-C-S

- condutores neutro e de proteção

separados em parte da instalação

L2 N L1 PE L1 MASSAS Aterramento da alimentação PEN L3

ESQUEMA TN-C

TN-C

- funções de neutro e proteção

combinadas em um único condutor

MASSAS Aterramento da alimentação PEN L3 L2 L1



Esquema TN-C - a proteção somente pode ser

realizada por dispositivo a sobrecorrente

(disjuntor convencional), uma vez que este

esquema é incompatível com o disjuntor DR

(diferencial-residual)



No esquema TN-S ambos os dispositivos

podem ser utilizados

ESQUEMA TT



TT

- aterramentos distintos para a rede de

energia e para as massas metálicas

MASSAS Aterramento da alimentação N L3 L2 L1 PE

ESQUEMA IT



IT

- sistema isolado ou aterrado por impedância

CONDUTOR DE PROTEÇÃO



FUNÇÃO

- aterramento de massas

metálicas de equipamentos elétricos



OBJETIVO

– segurança humana contra choques devido a

contatos indiretos

 Aterramento das massas metálicas a ele conectadas

– esquema TN (predominante em redes industriais e prediais ) diretamente no ponto de aterramento da alimentação

 A continuidade do condutor de proteção vem a ser um dos

cinco ensaios básicos a que uma instalação deve ser submetida quando do seu comissionamento

CONDUTOR DE PROTEÇÃO

DIMENSIONAMENTO

DEVE CONSIDERAR

FORMA DE CÁLCULO

– _{EXPRESSÃO - considera apenas o aquecimento}

– TABELA - atende também requisitos mecânicos e elétricos

CONDUTORES FASE CONDUTOR DE PROTEÇÃO

S<16 16<S<35 S>35 S 16 S/2

CONDUTOR DE PROTEÇÃO

OBSERVAÇÕES



canalizações de água e de gás não podem

ser utilizados como condutores de proteção



somente condutores ou cabos podem ser

utilizados como condutor PEN



um condutor de proteção pode ser comum

ATERRAMENTO /

NBR5410

INTEGRAÇÃO DOS ATERRAMENTOS

PELAS NORMAS NBR-5410 E NBR-5419

INTERLIGAM-SE:

–neutro e condutores de proteção da

rede de energia

–aterramentos do sistema de proteção

contra raios

–ferragens e estruturas metálicas

NBR-5410 - Instalações Elétricas de Baixa Tensão



aterramento principal integrado à estrutura da

edificação



entradas de energia e sinais localizadas próximas

entre si e junto ao aterramento comum



aterramento do neutro feito somente na entrada da

NBR-5410 - Instalações Elétricas de Baixa Tensão



entradas de energia e de sinais com dispositivo de

proteção contra sobretensões



a cabeação de um circuito de energia deve formar

um grupo compacto, incluindo o condutor de

aterramento



bitola mínima do cabo de cobre nu enterrado –



exigência do anel de aterramento



ênfase no uso de ferragens estruturais

como descida e aterramento



teste de continuidade



10 ohms passa a ser recomendação e

não exigência

BENEFÍCIOS da INTEGRAÇÃO dos

ATERRAMENTOS



equipotencialização de massas

metálicas



unificação das referências de terra

ELEMENTOS COMPONENTES



ELETRODOS DE ATERRAMENTO



CONDUTORES de LIGAÇÃO

EQUIPOTENCIAL e de ATERRAMENTO

ELETRODOS de ATERRAMENTO

NBR-5419



ARRANJOS DE ELETRODOS

– _{A - RADIAL - dimensões mínimas dos condutores}

» horizontais – 5,0 m

» verticais -- 2,5 m - melhores para descargas impulsivas

– _{B - ANEL -} enterrado no solo ou embutido nas fundações

ELETRODOS DE ATERRAMENTO

dimensões mínimas

-TIPO DE ELETRODO DIMENSÕES MÍNIMAS

tubo de aço zincado (1) _{2,4m x 25mm} perfil de aço zincado (1) cantoneira de 2,4m x

20x20x3mm haste de aço zincado (1) 2m x 15mm haste de aço cobreada (1) _{2m x 15mm} haste de cobre (1) _{2m x 15mm}

fita de cobre (2) 10m x 2mm x 25mm2 fita de aço galvanizado (2) 10m x 3mm x 100mm2

cabo de cobre (3) 10m x 50mm2 cabo de aço zincado (3) 10m x 95mm2

ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO



VANTAGENS

– menor custo de instalação

– vida útil compatível com a da instalação

– resistência de aterramento mais estável

– maior proteção contra seccionamentos e

ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO



ELEMENTOS COMPONENTES

– unitários - blocos e sapatas (R típica de 50) – contínuos - estacas, tubulões e vigas baldrame



ALTERNATIVAS DE IMPLANTAÇÃO

– armações de aço das estacas, blocos de fundações e de

vigas baldrame

Estrutural

Cortesia TERMOTÉCNICA

Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJ

ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO

 NEC - ferragens com dimensões mínimas de 2” x 20 pés e 2” acima do fundo da fôrma

 VDE/DIN - volume mínimo concreto – 5 m3  NBR-5419 - duas alternativas

– fita ou cabo de aço amarrados à ferragem mais profunda – amarrações em 50% dos cruzamentos e sobreposição dos

ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO

 ferros soldados eletricamente devem garantir a

continuidade entre diferentes componentes da fundação e da estrutura

 boa continuidade entre diferentes pontos nas ferragens - R < 0,1

 integração com o SPDA

 previsão de acessos por placas ou rabichos

– internos - SE, DG, CPD etc.



R pode ser estimado em função da área da

edificação ou do volume da fundação



apresenta valores próximos para baixa e

alta frequências em fundações de concreto

armado



importante o envolvimento da empresa de

construção civil

R

A



0 55

,





ESTIMATIVA DE RESISTÊNCIAS DE

ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO

R

V











1 57

,

3

 estrutura metálica de cobertura  ferragens estruturais

– colunas – vigas – lajes

 ferragens das fundações

– radier – sapatas – tubulões

ELEMENTOS METÁLICOS

CONSTRUTIVOS



_{o concreto é poroso e o processo de corrosão}

das ferragens, na maioria das obras começa a se

manifestar em poucos anos



_{o recobrimento dos pilares na maioria das vezes}

não consegue proteger a ferragem contra os

agentes agressivos



_{a norma de concreto armado não exige nenhum}

tipo de amarração entre as ferragens de

pilares/pilares e pilares/lages, ficando a critério

do armador que está executando tal serviço



_{a tecnologia de estruturas e fundações civis tem}

sofrido muitas inovações, é comum encontrar

blocos de fundação sem ferragens e sem vigas

baldrames, sendo que a cada momento novas

tecnologias vão sendo importadas



_{as estruturas de concreto protendido ou com}

cabos

engraxados

não

possuem

obrigatoriamente continuidade elétrica

EDIFICAÇÕES NOVAS

 Instalação de ferragens adicionais:

– Verticais – Horizontais – Nas fundações

– Nos ambientes de ETI

 Prever acesso a:

– “shafts” de energia e comunicações, nos diversos pavimentos da edificação

– entradas de energia e de telefonia (DG)

– em salas técnicas - subestações, casas de máquinas de elevadores e de ar-condicionado, porões de bombas, CPD’s, salas de

TESTES DE CONTINUIDADE



entre topo de base das colunas, e entre topos e

entre bases de colunas contíguas, no caso de

implantação de sistema de proteção contra

descargas atmosféricas diretas; ou



entre barras de terra das entradas de energia e de

telefonia;



entre entrada de energia e pontos de terra nos

“shafts” de energia e em salas técnicas; e



entre entrada de telefonia e pontos de terra nos

TESTES DE CONTINUIDADE

Barramento de Equipotencialidade

Funcional (BEF) – ligado à barra TAP

 blindagens e proteções metálicas dos cabos e

equipamentos de sinais

 condutores de equipotencialidade dos sistemas de trilho

 condutores de aterramento dos dispositivos de proteção

contra sobretensões secundários

 condutores de aterramento de torres e de antenas de

radiocomunicação

 condutor de aterramento do pólo terra do sistema de

corrente contínua

 TAS – Terminais de Aterramento Secundário – em locais

LIGAÇÕES EQUIPOTENCIAIS



BARRA DE ATERRAMENTO PRINCIPAL

– rabicho dos eletrodos de aterramento

– condutores de proteção e “terra eletrônico”

– blindagens/proteções de cabos de telecomunicações – spcda e mastros de antenas

– elementos metálicos da construção (inclusive

canalizações e ferragens estruturais)

LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL

PRINCIPAL

LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL

PRINCIPAL

Equalização externa

Cortesia TERMOTÉCNICA

Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJ

LIGAÇÕES EQUIPOTENCIAIS

 SEÇÕES MÍNIMAS

– metade da bitola do maior condutor de proteção – para condutores de cobre - 6mm2 < S < 25mm2

 ALTERNATIVAS DE LIGAÇÃO

– condutores de proteção ligados às barras PEN nos quadros de

distribuição

– interligação entre diferentes massas metálicas – conexão direta à malha de aterramento

 massas metálicas externas ao tempo devem ser ligadas diretamente à malha de aterramento

 um dispositivo de proteção deve seccionar automaticamente

a alimentação do circuito sempre que ocorrer uma falta

Esquema de Tensão nominal TEMPO DE SECCIONAMENTO (s) aterramento fase-terra (V) Situação 1 Situação 2

115, 120, 127 0,8 0,35 220 0,4 0,20 TN 277 0,4 0,20 400 0,2 0,05 > 400 0,1 0,02 208, 220, 230 0,8 0,35 IT 380, 400, 480 0,4 0,20 690 0,2 0,05 1000 0,1 0,02

Proteção por Seccionamento

Automático da Alimentação

 Utilizar dispositivos a corrente diferencial-residual de alta

sensibilidade (I_n < 30mA) para proteção contra contatos diretos nas seguintes situações:

– circuitos que sirvam pontos em locais que possuam banheira ou chuveiros;

– circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação;

– circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam alimentar equipamentos no exterior

– circuitos de tomadas de corrente de cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, garagens, áreas de serviço, e qualquer outro ambiente sujeito a lavagem

Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas