Faculdade de Engenharia da UERJInstalações Elétricas

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

ESQUEMA TN-S

TN-S - condutores neutro e proteção separados

L1PEN

L3

L2

L1

MASSASAterramentoda alimentação

ESQUEMA TN-C-S

TN-C-S - condutores neutro e de proteção separados em parte da instalação

L2

N

L1PE

L1

MASSASAterramentoda alimentação

PEN

L3

ESQUEMA TN-C

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

MASSASAterramentoda alimentação

PENL3

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

ESQUEMAS TN

ESQUEMA TT

TT - aterramentos distintos para a rede de energia e para as massas metálicas

MASSASAterramento

da alimentação

N

L3

L2

L1

PE

ESQUEMA IT

PEMASSAS

Aterramentoda alimentação

L3

L2

L1

IMPEDÂNCIA

IT - sistema isolado ou aterrado por impedância estando as massas diretamente aterradas

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

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

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

elétricosCONDUTORES FASE CONDUTOR DE PROTEÇÃO

S<1616<S<35

S>35

S16S/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 a vários circuitos

ATERRAMENTO / NBR-5410 - Instalações Elétricas de Baixa Tensão

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

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

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

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

NBR-5410 - Instalações Elétricas de Baixa Tensão

BENEFÍCIOS da INTEGRAÇÃO dos ATERRAMENTOS

equipotencialização de massas metálicas

unificação das referências de terra

redução das resistências de aterramento

ELEMENTOS COMPONENTES

ELETRODOS DE ATERRAMENTO

CONDUTORES de LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL e de ATERRAMENTO

CONDUTORES DE PROTEÇÃO

ELETRODOS de ATERRAMENTONBR-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

– CONFIGURAÇÃO MISTA

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 danos mecânicos

ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO

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– cabo ou fita de aço embutida no radier da construção

Estrutural

Cortesia TERMOTÉCNICA

Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJInstalações Elétricas

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

ferros de 20 diâmetros

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.– externos - interligações entre aterramentos

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

ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO

RA

0 55,

ESTIMATIVA DE RESISTÊNCIAS DE ATERRAMENTO DE FUNDAÇÃO

.

RV

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

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

ASPECTOS POLÊMICOS

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.

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.

TESTES DE CONTINUIDADE

Método de Medição

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

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

LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL PRINCIPAL

LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL PRINCIPAL

LIGAÇÕES EQUIPOTENCIAIS

Equalização externa

Cortesia TERMOTÉCNICA

Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJInstalações Elétricas

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 0,35220 0,4 0,20

TN 277 0,4 0,20400 0,2 0,05

> 400 0,1 0,02

208, 220, 230 0,8 0,35IT 380, 400, 480 0,4 0,20

690 0,2 0,051000 0,1 0,02

Proteção por Seccionamento Automático da Alimentação

Utilizar dispositivos a corrente diferencial-residual de alta sensibilidade (In < 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

Aplicação de Disjuntores DR

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