Aterramento de Instalações de Baixa Tensão

1. Aterramento de Instalações de Baixa Tensão Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas

2. ATERRAMENTO DE INSTALAÇÕES EM BAIXA TENSÃO • NORMAS BRASILEIRAS • NBR-5410/2004 - Instalações Elétricas de Baixa Tensão • NBR-5419/2005 -Proteção de Estruturas contra Descargas Atmosféricas

3. ESQUEMA TN-S • TN-S - condutores neutro e proteção separados

4. ESQUEMA TN-C-S • TN-C-S - condutores neutro e de proteção separados em parte da instalação

5. ESQUEMA TN-C TN-C - funções de neutro e proteção combinadas em um único condutor

6. ESQUEMAS TN • 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

7. ESQUEMA TT • TT - aterramentos distintos para a rede de energia e para as massas metálicas

8. ESQUEMA IT • IT - sistema isolado ou aterrado por impedância estando as massas diretamente aterradas

9. CONDUTOR DE PROTEÇÃO • FUNÇÃO - aterramento de massas metálicas de equipamentos elétricos • OBJETIVO • segurança humana contra choques devido a contatos indiretos • rápida atuação dos dispositivos de proteção

10. CONDUTOR DE PROTEÇÃO • 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

11. CONDUTOR DE PROTEÇÃO DIMENSIONAMENTO • DEVE CONSIDERAR • aquecimento do condutor • resistência mecânica • impedância mínima • FORMA DE CÁLCULO • EXPRESSÃO - considera apenas o aquecimento • TABELA - atende também requisitos mecânicos e elétricos

12. 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 a vários circuitos

13. ATERRAMENTO / NBR-5410 -Instalações Elétricas de Baixa Tensão

14. 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 • aterramentos de instalações especiais

15. 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 instalação

16. 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 – 50mm2

17. NBR-5410 - Instalações Elétricas de Baixa Tensão • 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

18. BENEFÍCIOS da INTEGRAÇÃO dos ATERRAMENTOS • equipotencialização de massas metálicas • unificação das referências de terra • redução das resistências de aterramento

19. ELEMENTOS COMPONENTES • ELETRODOS DE ATERRAMENTO • CONDUTORESde LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL ede ATERRAMENTO • CONDUTORES DE PROTEÇÃO

20. ELETRODOS de ATERRAMENTONBR-5419 • ARRANJOS DE ELETRODOS • A - RADIAL - dimensões mínimas dos condutores • horizontais – 5,0 m • verticais -- 2,5m - melhores para descargas impulsivas • B - ANEL - enterrado no solo ou embutido nas fundações • CONFIGURAÇÃO MISTA

21. ELETRODOS DE ATERRAMENTO- dimensões mínimas -

22. 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 danos mecânicos

23. ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO

24. ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO • ELEMENTOS COMPONENTES • unitários - blocos e sapatas (R típica de 50W) • contínuos - estacas, tubulões e vigas baldrame • ALTERNATIVAS DE IMPLANTAÇÃO • armações de aço das estacas, blocos de fundações e de vigas baldrame • cabo ou fita de aço embutida no radier da construção

25. Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJInstalações Elétricas Estrutural Cortesia TERMOTÉCNICA

26. 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 – 5m3 • NBR-5419 - duas alternativas • fita ou cabo de aço amarrados à ferragem mais profunda • amarrações em 50% dos cruzamentos e sobreposição dos ferros de 20 diâmetros

27. 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 < 0,1W • integração com o SPDA • previsão de acessos por placas ou rabichos • internos - SE, DG, CPD etc. • externos - interligações entre aterramentos

28. ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO • 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

29. ESTIMATIVA DE RESISTÊNCIAS DE ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO .

30. ELEMENTOS METÁLICOS CONSTRUTIVOS • estrutura metálica de cobertura • ferragens estruturais • colunas • vigas • lajes • ferragens das fundações • radier • sapatas • tubulões

31. ASPECTOS POLÊMICOS • 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

32. ASPECTOS POLÊMICOS • 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

33. 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 telecomunicações etc.

34. 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 “shafts” de comunicações.

35. TESTES DE CONTINUIDADE

36. 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 onde houverem vários ETI • os elementos normalmente ligados ao TAP da edificação

37. 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) • neutro da rede de energia

38. LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL PRINCIPAL

39. LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL PRINCIPAL

40. LIGAÇÕES EQUIPOTENCIAIS

41. Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJInstalações Elétricas Cortesia TERMOTÉCNICA Equalização externa

42. 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

43. um dispositivo de proteção deve seccionar automaticamente a alimentação do circuito sempre que ocorrer uma falta Proteção por Seccionamento Automático da Alimentação

44. Aplicação de Disjuntores DR • 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

45. Aterramento de Instalações de Baixa Tensão Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas