Aterramento de proteção em instalações elétricas

O zeramento é chamado de conexão elétrica de partes metálicas não condutoras de instalações elétricas com o neutro aterrado do enrolamento secundário de um transformador ou gerador abaixador trifásico, com a saída aterrada de uma fonte de corrente monofásica, com o aterramento ponto médio em redes DC.

O princípio de operação do reset é baseado na ocorrência de um curto-circuito durante uma quebra de fase da parte não atual do dispositivo ou dispositivo, o que leva à operação do sistema de proteção (disjuntor ou fusíveis queimados).

O zeramento é a principal medida de proteção contra contato indireto em instalações elétricas de até 1 kV com rede neutra aterrada. Como o neutro é aterrado, o aterramento pode ser considerado um tipo específico de aterramento.

Um fio de proteção neutro é chamado de fio que conecta as partes neutralizadas (caixas, estruturas, caixas, etc.) com o neutro aterrado da fonte de energia (transformador, gerador). Veja aqui mais detalhes: Condutores de proteção em instalações elétricas (condutores PE).

Em redes 380/220 V de acordo com Requisitos de PUE aplica-se aterramento de neutros (pontos zero) de transformadores ou geradores.

Considere primeiro uma rede de 380 V com neutro aterrado. Tal rede é mostrada na Fig. 1.

Se uma pessoa tocar um condutor desta rede, sob a influência da tensão de fase, forma-se um circuito de falha, que se fecha através do corpo humano, sapatos, piso, aterramento, aterramento neutro (veja as setas). O mesmo circuito é formado se uma pessoa tocar na caixa com isolamento danificado. No entanto, é impossível simplesmente aterrar o invólucro do receptor elétrico.

Arroz. 1. Tocando um fio em uma rede com neutro aterrado

Arroz. 2. Aterramento do receptor elétrico em uma rede com neutro aterrado

Para entender isso, vamos supor que tal aterramento seja realizado (Fig. 2) e a instalação esteja em curto-circuito com a carcaça do motor. A corrente de curto-circuito fluirá por duas chaves de aterramento — um receptor elétrico Rc e um neutro R® (consulte as setas).

De lei de ohm a tensão de fase da rede Uf será distribuída entre os eletrodos de aterramento Rz e Ro proporcionalmente aos seus valores, ou seja, quanto maior a resistência do eletrodo de aterramento, maior a queda de tensão nele.

Se, por exemplo, a resistência Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohms e Uf = 220 V, então a queda de tensão será distribuída da seguinte forma: na resistência Rz teremos 176 V e na resistência Ro teremos = 44 V.

Isso cria uma tensão perigosa entre a carcaça do motor e o terra. Uma pessoa que toque no gabinete pode levar um choque elétrico.Se houver uma relação inversa das resistências, ou seja, Ro será maior que Rz, pode surgir uma tensão perigosa entre o terra e as carcaças dos equipamentos instalados próximos ao transformador e que tenham aterramento comum com o neutro.

Arroz. 3… Reiniciando o receptor elétrico em uma rede com neutro aterrado

Por esse motivo, em instalações com neutro aterrado com tensão de 380/220 V, é utilizado um tipo diferente de sistema de aterramento: todas as caixas e estruturas metálicas são conectadas eletricamente ao neutro aterrado do transformador através do fio neutro da rede ou um fio neutro especial (Fig. 3) Portanto, qualquer curto-circuito no invólucro torna-se um curto-circuito e a seção de emergência é desligada por um fusível ou disjuntor. Tal sistema de aterramento é chamado de desaparecimento.

Desta forma, o aterramento de segurança é obtido desconectando a seção da rede elétrica na qual ocorreu um curto-circuito no invólucro.

O efeito protetor do aterramento consiste em desconectar automaticamente a parte do circuito com isolamento danificado e, ao mesmo tempo, reduzir o potencial do invólucro durante o tempo desde o momento do curto-circuito até o momento da desconexão. Depois que uma pessoa toca o corpo de um receptor elétrico que não está desligado por algum motivo, um ramo de corrente aparecerá no circuito através do corpo humano.

Além disso, se um RCD for instalado nesta linha, ele também funcionará, mas não por uma grande corrente, mas porque a corrente no fio de fase torna-se desigual à corrente no fio neutro de trabalho, pois a maior parte da corrente ocorre em um circuito de aterramento de proteção após o RCD.Se um RCD e um disjuntor estiverem instalados nesta linha, um ou ambos irão operar, dependendo da velocidade e magnitude da corrente de falta.

Assim como nem todos os aterramentos fornecem segurança, nem todos os aterramentos são adequados para fornecer segurança. O reset deve ser feito de forma que a corrente de curto-circuito na seção de emergência atinja um valor suficiente para derreter o fusível do fusível mais próximo ou desligar a máquina. Para isso, a resistência de curto-circuito deve ser baixa o suficiente.

Se o disparo não ocorrer, a corrente de falha fluirá pelo circuito por um longo tempo e uma tensão em relação ao terra ocorrerá não apenas no caso de falha, mas também em todos os casos de reinicialização (desde que sejam conectados eletricamente). Essa tensão é igual à magnitude do produto da corrente de falta pela resistência do fio neutro da rede ou do fio neutro e pode ser significativa em magnitude e, portanto, perigosa, principalmente em locais onde não há equalização de potencial. Para evitar tal risco, é necessário seguir cuidadosamente os requisitos de PUE para o dispositivo de aterramento.

A ação protetora de neutralização é fornecida pela operação confiável da corrente de sobrecorrente para desconectar rapidamente a seção de rede com isolamento danificado. De PUE o tempo de desligamento automático da linha danificada para rede 220/380V não deve ultrapassar 0,4 s.

Para isso, é necessário que a corrente de curto-circuito no circuito de fase zero atenda à condição ITo > k az nom, onde k é o fator de confiabilidade, Inom — corrente nominal do ajuste do dispositivo de desconexão (fusível, trocar).

O coeficiente de confiabilidade k de acordo com o PUE deve ser no mínimo: 3 — para fusíveis ou chaves com liberação térmica (termorrelé) para salas normais e 4 — 6 — para áreas explosivas, 1,4 — para chaves automáticas com liberação eletromagnética em todas as salas.

A resistência de propagação do dispositivo de aterramento neutro Ro (terra de trabalho) não deve ser superior a 2, 4 e 8 ohms, respectivamente, nas tensões nominais 660, 380 e 220 V de instalações elétricas trifásicas.