Fios de aterramento naturais, loops de aterramento e fios de aterramento

Aterramento natural

Para obter aterramentos de baixa resistência, os chamados aterramentos naturais: água e outros canos enterrados no solo, estruturas metálicas bem conectadas ao solo, etc. Esses eletrodos aterrados naturais podem ter uma resistência da ordem de frações de um ohm e não requerem custos especiais para seu arranjo. Portanto, eles devem ser usados ​​primeiro.

Nos casos em que tais condutores naturais de aterramento estão ausentes, para dispositivos de aterramento é necessário providenciar aterramento artificial, como loops de aterramento, que são fileiras de ângulos ou tubos cravados no solo, conectados por tiras de aço.

A resistência de vazamento total do loop de aterramento é determinada pela resistência de vazamento de eletrodos aterrados individuais de acordo com a conhecida lei da engenharia elétrica (como uma soma das condutâncias de condutores conectados em paralelo). No entanto, o fenômeno da chamada blindagem mútua de eletrodos aterrados deve ser levado em consideração com eletrodos de aterramento em loop.Este fenômeno leva a um aumento na resistência contra a dispersão de eletrodos aterrados localizados no loop de aterramento, em comparação com eletrodos de aterramento individuais (canto, tira, etc.) em cerca de 1,5 e até 5-6 vezes (para esquemas particularmente complexos) ). Quanto mais próximos os interruptores de aterramento estiverem uns dos outros, mais a blindagem mútua afetará a resistência de vazamento total. Portanto, os eletrodos de aterramento individuais devem estar localizados com distâncias entre eles de no mínimo 2,5 e até 5 m.

São chamados os coeficientes que levam em conta o aumento da resistência a respingos em decorrência do grau de proteção mútua do uso de eletrodos aterrados. Todas as partes do loop de terra estão aproximadamente no mesmo potencial quando uma corrente de falta à terra flui através dele. É por isso que os loops de terra contribuem para a equalização de potenciais na área que ocupam... Em alguns casos (por exemplo, em instalações com tensão de 110 kV e mais, instalações de laboratório com alta tensão, etc.) eles são especialmente dispostos para esse fim, na forma de uma grade bastante comum de tiras (além de tubos ou cantos).

Fios terra

A implantação de redes de aterramento é facilitada pela utilização de estruturas de aço para diversas finalidades como condutores de aterramento. Nós os chamaremos convencionalmente de condutores naturais.

Os seguintes podem servir como condutores naturais:

a) construções metálicas de edifícios (treliças, colunas, etc.),

b) estruturas metálicas para fins industriais (trilhos de gruas, quadros de distribuição, galerias, plataformas, poços de elevadores, monta-cargas, etc.),

c) tubulações metálicas para todos os fins — abastecimento de água, esgoto, aquecimento, etc.(exceto tubulações para misturas inflamáveis ​​e explosivas),

d) tubos de aço para fiação elétrica,

e) bainhas de chumbo e alumínio (mas não blindagem) dos cabos.

Eles podem servir como os únicos condutores de aterramento se atenderem aos requisitos PUE em termos de seção transversal ou condutividade (resistência).

O aço é usado principalmente como condutores de aterramento.Para instalações de iluminação e em outros casos onde o uso de aço é estruturalmente inconveniente ou a condutividade é insuficiente, cobre ou alumínio são usados.

Os condutores de aterramento são divididos em principais (tronco) e ramificam-se deles para separar os consumidores de energia.

Os condutores de aterramento devem ter as dimensões mínimas especificadas no PUE.

Em instalações elétricas com tensão de até 1000 V com neutro isolado, a carga admissível dos principais condutores de aterramento de acordo com os requisitos do PUE deve ser de pelo menos 50% da carga contínua admissível no condutor de fase do mais potente linha desta seção da rede e a carga permitida das ramificações dos fios de aterramento para consumidores individuais de energia - pelo menos 1/3 da carga permitida dos fios de fase que alimentam esses receptores elétricos.

Para condutores de aterramento com tensão de até 1000 V, não são necessárias seções transversais de mais de 100 mm para aço, 35 mm2 para alumínio e 25 mm2 para cobre.

Assim, a seleção dos condutores para o aterramento do equipamento é bastante simples, pois a carga admissível de vários condutores pode ser obtida nas tabelas PUE ou livros de referência elétrica.

A situação é mais complicada com a seleção de condutores de aterramento para instalações 380/220 e 220/127 V com neutro aterrado. A interrupção da seção de emergência ocorre se houver um determinado valor da corrente de curto-circuito; portanto, é necessário ter a menor resistência de curto-circuito possível onde, em caso de emergência, a corrente atingisse o valor necessário para a atuação da proteção. O valor da corrente de acordo com os requisitos PUE deve exceder pelo menos 3 vezes a corrente nominal do fusível do fusível mais próximo ou 1,5 vezes a corrente máxima de liberação da máquina mais próxima. Esse requisito garante que o fusível queime e a máquina desligue. Este é o primeiro requisito de PUE em relação a dispositivos de aterramento.

Um circuito monofásico em uma rede com neutro aterrado inclui resistências: enrolamentos (e circuito magnético) do transformador, fio de fase, fio neutro (fio neutro). O transformador e o condutor de fase são selecionados de acordo com a carga e outros fatores alheios ao sistema de aterramento.

O seguinte requisito é prescrito para o fio zero (zero wire) do PUE: sua resistência não deve exceder mais de 2 vezes a resistência do fio de fase da linha mais poderosa daqueles que alimentam a instalação elétrica ou receptor elétrico (ou a condutividade deve ser no máximo um pouco 50% da condutividade do fio de fase). Este é o segundo requisito de PUE em relação a dispositivos de aterramento.

O primeiro requisito é, na maioria dos casos, preenchido automaticamente se o segundo requisito for atendido.Assim, é necessário principalmente garantir o valor de resistência necessário do fio neutro (fio neutro). Para fazer isso, é necessário tomar a seção transversal do fio zero (neutro) igual a 50% da fase.

A seleção correta de condutores neutros é de particular importância para a segurança.