Tudo o que você precisa saber sobre aterramento

Aterramento. O básico

Aterramento — conexão elétrica de um objeto de material condutor à terra. O aterramento consiste em um fio terra (uma parte condutora ou conjunto de partes condutoras interconectadas que estão em contato elétrico com o solo diretamente ou através de um meio condutor intermediário) e um fio terra conectando o dispositivo a ser aterrado ao fio terra. A chave de aterramento pode ser uma simples haste de metal (na maioria das vezes aço, menos frequentemente cobre) ou um complexo complexo de elementos de formato especial.

A qualidade do aterramento é determinada pelo valor da resistência elétrica do circuito de aterramento, que pode ser reduzida aumentando a área de contato ou a condutividade do meio — uso de muitas hastes, aumento do teor de sal no solo, etc. dispositivo de aterramento na Rússia, os requisitos de aterramento e seu arranjo são regulamentados Regras para Instalação Elétrica (PUE).

Condutores de aterramento de proteção em todas as instalações elétricas, bem como condutores de proteção de neutro em instalações elétricas com tensão de até 1 kV com neutro solidamente aterrado, incluindo barramentos, devem ter a designação de letra PE e designação de cor com listras longitudinais ou transversais alternadas de largura (para ônibus de 15 a 100 mm) amarelo e verde.

Os fios de trabalho zero (neutro) são marcados com a letra N e azul. Os condutores combinados de proteção zero e trabalho zero devem ter a designação de letra PEN e uma designação de cor: azul ao longo de todo o comprimento e listras verde-amarelas nas extremidades.

Falhas no dispositivo de aterramento

Fios PE errados

Às vezes, canos de água ou canos de aquecimento são usados ​​como condutor de aterramento, mas não podem ser usados ​​como condutor de aterramento. A linha de água pode ter insertos não condutores (por exemplo, tubos de plástico), o contato elétrico entre os tubos pode quebrar devido à corrosão e, finalmente, alguns dos tubos podem ser desmontados para reparo.

Combinando fio neutro e PE de trabalho

Outra violação comum é a unificação do neutro de trabalho e do condutor PE atrás do ponto de separação (se houver) na distribuição de energia. Tal violação pode levar ao aparecimento de correntes bastante significativas ao longo do fio PE (que não devem transportar corrente em um estado normal), bem como falsos positivos no dispositivo de corrente residual (se instalado). Separação incorreta do fio da PEN

A seguinte maneira de «criar» um condutor PE é extremamente perigosa: um condutor neutro ativo é determinado diretamente no soquete e um jumper é colocado entre ele e o contato PE do soquete.Assim, o condutor PE da carga conectada a esta saída acaba sendo conectado ao neutro de trabalho.

O perigo deste circuito é que o potencial de fase aparecerá no contato de aterramento do soquete e, portanto, no caso do dispositivo conectado, se qualquer uma das seguintes condições for atendida:
— Interrupção (desconexão, queima, etc.) do fio neutro na área entre a saída e a blindagem (e ainda mais, até o ponto de aterramento do fio PEN);
— Troque os fios de fase e neutro (fase em vez de zero e vice-versa) que vão para esta saída.

Função de aterramento de proteção

O efeito protetor do aterramento é baseado em dois princípios:

— Redução a um valor seguro da diferença de potencial entre o objeto condutor aterrado e outros objetos condutores que tenham um aterramento natural.

— Fluxo de corrente de fuga quando um objeto condutor aterrado entra em contato com um condutor de fase. Em um sistema projetado adequadamente, o aparecimento de uma corrente de fuga leva à operação imediata dos dispositivos de proteção (dispositivos de corrente residual - RCD).

Assim, o aterramento é mais eficaz apenas em combinação com o uso de dispositivos de corrente residual. Neste caso, com a maioria das violações de isolamento, o potencial em objetos aterrados não excederá valores perigosos. Além disso, a seção defeituosa da rede será desconectada em um tempo muito curto (décimos de segundo — o tempo de disparo do RCD).

Aterramento em caso de falha de equipamento elétrico Um caso típico de falha de equipamento elétrico é a tensão de fase atingindo o corpo metálico do dispositivo devido a falha de isolação. Dependendo das medidas de segurança implementadas, as seguintes opções são possíveis:

— O caso não é fundamentado, não há RCD (a opção mais perigosa). O corpo do dispositivo estará em potencial de fase e isso não será detectado de forma alguma. Tocar em tal aparelho defeituoso pode ser fatal.

— A carcaça está aterrada, não há RCD. Se a corrente de fuga no circuito de aterramento do corpo de fase for grande o suficiente (excede o limite do fusível que protege esse circuito), o fusível queimará e desligará o circuito. A tensão efetiva mais alta (para o terra) de um caso aterrado será Umax = RGIF, onde RG? resistência do solo SE? a corrente na qual o fusível que protege este circuito dispara. Esta opção não é segura o suficiente, porque com alta resistência de aterramento e grandes classificações de fusíveis, o potencial do fio aterrado pode atingir valores bastante significativos. Por exemplo, com uma resistência de terra de 4 ohms e um fusível de 25 A, o potencial pode chegar a 100 volts.

— Carcaça não aterrada, RCD instalado. O corpo do dispositivo estará em potencial de fase e isso não será detectado até que haja um caminho para a passagem da corrente de fuga. Na pior das hipóteses, o vazamento ocorrerá através do corpo de uma pessoa que tocar em um dispositivo defeituoso e em um objeto com aterramento natural. O RCD desliga a parte defeituosa da rede assim que ocorre um vazamento. Uma pessoa receberá apenas um choque elétrico de curto prazo (0,010,3 segundos - o tempo de reação de um RCD), que, via de regra, não causa danos à saúde.

— A carcaça está aterrada, o RCD está instalado. Esta é a opção mais segura, pois as duas medidas de proteção se complementam.Quando a tensão de fase atinge o condutor de terra, a corrente flui do condutor de fase através do defeito de isolamento no condutor de terra e ainda mais para a terra. O RCD detecta imediatamente esse vazamento, mesmo que seja muito pequeno (geralmente o limite de sensibilidade do RCD é de 10 mA ou 30 mA) e rapidamente (0,010,3 segundos) desconecta a seção da rede com falha. Além disso, se a corrente de fuga for grande o suficiente (exceder o limite de disparo do fusível que protege esse circuito), o fusível também pode queimar. Qual dispositivo de proteção (RCD ou fusível) irá desarmar o circuito depende de sua velocidade e corrente de fuga. É possível que ambos os dispositivos sejam acionados.

Tipos de aterramento

TN-C

O sistema TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) foi proposto pela empresa alemã AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) em 1913. O neutro de trabalho e o condutor PE (terra de proteção) neste sistema são combinados em um condutor. A maior desvantagem era a formação de tensão de rede (1,732 vezes maior que a tensão de fase) nas carcaças das instalações elétricas em caso de interrupção zero de emergência.

No entanto, hoje você pode encontrar este sistema de aterramento nos edifícios dos países da ex-URSS.

TN-S

Para substituir o sistema TN-C condicionalmente perigoso na década de 1930, foi desenvolvido o sistema TN-S (Terre-Neutre-Separe), no qual o neutro de trabalho e de proteção são separados diretamente na subestação e o eletrodo de aterramento é uma construção bastante complexa de ferragens.

Assim, quando o zero de trabalho quebra no meio da linha, as instalações elétricas não recebem tensão de rede.Posteriormente, tal sistema de aterramento possibilitou o desenvolvimento de autômatos diferenciais e autômatos acionados por fuga de corrente, capazes de detectar correntes desprezíveis. Seu trabalho até hoje é baseado nas leis de Kirgoff, segundo as quais a corrente que passa pelo condutor de fase deve ser numericamente igual à corrente que passa pelo neutro de trabalho.

Pode-se observar também o sistema TN-CS, onde a separação dos zeros ocorre no meio da linha, mas caso ocorra uma interrupção no fio neutro até o ponto de separação, o caso estará sob tensão de rede, o que representará uma ameaça à vida quando tocado.