Aterramento de equipamentos de energia e redes comerciais

Por que as instalações elétricas são aterradas, que perigo os circuitos não aterrados representam para as pessoas e, finalmente, em que casos e como é feito o aterramento na indústria? Nossas e outras perguntas serão respondidas em nosso artigo. Você aprenderá como instalar fios de aterramento, como colocar fios para eles em diferentes condições; o que é proibido e o que pode ser usado para o dispositivo de aterramento de proteção. Falaremos sobre as nuances das bainhas dos cabos de aterramento e como os fios são colocados em ambientes secos e úmidos.

Apesar de os fios das redes elétricas serem eletricamente isolados entre si e do solo, o isolamento dos fios não pode interferir nas correntes capacitivas, pois a rede elétrica e o terra formam as placas de um capacitor alongado, entre as quais existe uma corrente capacitiva que inevitavelmente flui. Ou seja, sempre existe um circuito parasita que está em curto com o terra por meio dessa capacitância. Portanto, em caso de contato acidental, mesmo tocando em um fio isolado, a pessoa fica exposta ao risco de choque elétrico.

É claro que danos aos fios com alto potencial alternado são um perigo muito maior para as pessoas, mas para proteger das consequências do curto-circuito das caixas condutoras do equipamento, essas próprias bainhas são previamente conectadas ao solo com a ajuda de dispositivos de aterramento.

Em diversas instalações elétricas industriais para tensões de até 1000 volts com zero solidamente aterrado de uma fonte monofásica ou com neutro aterrado, bem como em consumidores permanentes com ponto neutro solidamente aterrado, o reset é feito de forma que no em caso de emergência, a abertura ocorrerá automaticamente e ao mesmo tempo tão rápido... A velocidade de reação depende do dispositivo de proteção selecionado.

Para tanto, são neutralizadas as partes do equipamento que podem acidentalmente entrar em alta tensão em situação de emergência, conectadas a um condutor neutro aterrado da rede. Por exemplo, se o corpo do dispositivo de iluminação estiver em curto-circuito e o corpo for neutralizado, os fusíveis funcionarão automaticamente e a tensão do circuito será imediatamente removida. PUE prescrevem a instalação da maioria das instalações de 380 e 220 volts com um neutro solidamente aterrado (conectado diretamente ao dispositivo de aterramento).

Em instalações elétricas com tensão de trabalho de até 1000 volts com neutro isolado e sempre que a tensão de trabalho seja superior a 1000 volts, é feito o aterramento, cujo significado é reduzir a corrente que pode passar por uma pessoa a um valor desprezível pequeno valor.Isso é obtido aterrando as partes do equipamento, e o dispositivo de aterramento deve ter uma resistência significativamente menor que a do corpo humano, que por sua vez possui uma resistência na faixa de 800 Ohm - 100 kOhm, que depende de muitos fatores, incluindo fisiológicas (saúde, sapatos, roupas, etc.).

Para equipamentos elétricos com neutro isolado e classe não superior a 1000 volts, a resistência do circuito de aterramento não deve exceder 4 ohms e para instalações com neutro aterrado: para 660 V - não mais que 2 ohms, para 380 V - não mais de 4 Ohms e para 220 V — não mais de 8 Ohms. Para equipamentos de alta tensão classificados de 3.000 a 35.000 volts, a resistência dos dispositivos de aterramento é calculada usando a fórmula 125 / (corrente para o terra durante a falha) enquanto normalizada para um máximo de 10 ohms.

Se o aterramento for comum para equipamentos com diferentes classes de tensão, sua resistência deve ser menor ou igual aos valores limite superiores, caso contrário, a proteção não dará o efeito necessário em termos de segurança devido a uma queda significativa de tensão nos elementos do equipamento.

Instalações elétricas com corrente trifásica alternada para 380 e mais volts; Equipamento de corrente contínua para 440 volts ou mais, sempre completo com neutro ou terra. Em oficinas com risco especial, bem como em instalações externas com tensão alternada de 42 volts, e em equipamentos com tensão direta de 110 volts, também sempre fazem aterramento ou aterramento. Equipamentos explosivos sem opcionais são zerados ou aterrados, independente do nível de tensão de operação, pois qualquer faísca ou aquecimento acidental pode ocasionar uma tragédia.

Elementos externos neutros ou aterrados de transformadores, motores e geradores, dispositivos de iluminação, dispositivos diversos, bem como acionamentos, bobinas de medição de transformadores de corrente, invólucros externos de painéis, elementos móveis e móveis de estruturas com equipamentos elétricos instalados neles, buchas de cabos e outras estruturas de cabos que conduzem tranças de fios e cabos, tubos condutores para proteção de fios elétricos, armações de barramentos, cabos, etc. Isso se aplica a equipamentos elétricos estacionários e móveis, ambos encontrados na indústria.

Mas há momentos em que o aterramento não é necessário. Portanto, eles não aterram e não aterram as caixas equipadas com isolamento adicional e as caixas daqueles consumidores elétricos que não estão conectados diretamente à rede, mas por meio de um transformador de isolação. É permitido não realizar o aterramento e não aterrar invólucros instalados diretamente em estruturas condutoras já aterradas ou aterradas com um contato confiável entre elas. Este não é o objeto deste artigo, mas tais medidas de proteção contra contato indireto visam proteger as instalações elétricas.

Cada um dos elementos neutro ou terra do receptor elétrico composto é conectado à rede neutra ou terra por sua própria derivação pessoal. É proibido conectar partes da instalação protegida em série entre si e depois no neutro de proteção ou no condutor de aterramento.

No entanto, várias estruturas diferentes, como estruturas de guindastes e trilhos, podem ser conectadas em série se forem usadas diretamente como proteção de neutro ou barramentos de aterramento, ou se forem eles próprios aterramento ou linhas de aterramento. No entanto, cada parafuso na linha neutra ou de aterramento prende um fio separado.

Quando uma pessoa trabalha com uma ferramenta elétrica, ela ainda está tocando o invólucro condutor e, em caso de problemas de isolamento, o invólucro pode às vezes ser afetado pela tensão da rede elétrica, o que é perigoso para o trabalhador. A ferramenta elétrica de instalação geralmente é alimentada pela blindagem, onde os fusíveis atuam como dispositivos de proteção, mas só disparam quando uma corrente significativa é consumida. Mas a resistência do fio no loop de fechamento joga contra nós, e a operação de proteção pode demorar mais de um segundo, e isso já é perigoso para o corpo humano.

Para evitar riscos, são utilizados dispositivos automáticos de corrente residual, que possuem um tempo de atuação de no máximo 210 ms após o momento do aterramento ou falha da carcaça.

Os dispositivos de proteção deste tipo são de diferentes tipos: para monitorar a continuidade do circuito de aterramento, para monitorar o isolamento de fase (da terra), para proteção contra corrente de fase que entra na caixa, para proteção contra faltas bifásicas ou monofásicas com a terra , para proteção contra contato direto com corrente vulnerável aos elementos do invólucro. Os dispositivos de controle de bens de consumo C-901 e IE-9807 têm uma sensibilidade de 10 mA e um tempo de resposta inferior a 51 ms. Tais dispositivos não permitem que a corrente tenha tempo de prejudicar uma pessoa.

Para fins de aterramento de instalações elétricas, são usados ​​​​principalmente condutores de aterramento naturais, onde a resistência de dispersão encontra o PUE. Isso pode ser uma fundação de concreto armado de um edifício, um cano de água enterrado, uma caixa, etc. É proibido o aterramento de equipamentos elétricos em dutos com combustível transportado por eles, em tubos de ferro fundido, em dutos temporários.

Principalmente, os condutores neutros de operação padrão funcionam como condutores neutro e terra; fios para fins especiais; estruturas condutoras de edifícios e partes de estruturas industriais, por exemplo, poços de elevadores, trilhos sob guindastes, etc., vários dutos, bainhas de cabos de energia, caixas de fiação elétrica.

É proibido utilizar como condutores de aterramento: bainhas de tubos isolantes, corrugações de cabos condutores, bainhas de chumbo e armaduras protetoras de fios e cabos, pois eles próprios devem estar devidamente aterrados. As instalações elétricas e os elementos condutores da infraestrutura do edifício, bem como todos os tipos de tubulações, são conectados ao aterramento ou à rede de aterramento para equalizar seu potencial. O contato natural dos metais nas juntas é suficiente.

Se ainda for necessário um eletrodo de aterramento artificial, então são usados ​​eletrodos de aterramento industriais horizontais e verticais enterrados. Para sua produção, geralmente é usado aço redondo com diâmetro de 10 a 16 mm, mais frequentemente aço em tiras 40 por 4 mm ou angular 50 por 50 por 5 mm. As verticais têm de 2,5 a 5 metros de comprimento, aparafusam (até 5 metros) ou cravam (até 3 metros) no solo com a mão ou com a ajuda de uma ferramenta elétrica ou outra ferramenta especial.

As instalações elétricas conectadas à terra com uma resistência de mais de 200 Ohm-m são aterradas com um eletrodo profundamente aterrado ou a terra é adicionalmente tratada para aumento da condutividade elétrica — para eletrodos aterrados verticais, eles são colocados em camadas alternadas de Ca (OH) 2 ou NaNO3 e a terra, e o diâmetro desse tratamento é de meio metro a um terço da altura da haste em sua parte superior. Depois de terminar a colocação de cada uma das camadas, elas são sucessivamente regadas com água.

Se houver áreas de terra com maior condutividade próximas, eles recorrem a eletrodos de aterramento remoto usando cabos ou fios adicionais. Em condições de permafrost, os eletrodos de aterramento são instalados em áreas descongeladas, reservatórios e também em poços do tipo artesiano.

O aço é tradicionalmente usado como material para condutores de aterramento estacionários, a menos, é claro, que o quarto condutor neutro de um sistema trifásico (cobre) seja usado para isso. A tabela mostra os tamanhos mínimos para condutores de neutro e aterramento, incluindo condutores de aterramento de aço. Na tensão de uma instalação elétrica com neutro isolado de 1000 volts, a resistência dos fios de aterramento, de acordo com o PUE, não pode exceder a resistência dos fios de fase em mais de 3 vezes. Os valores mínimos permitidos da seção transversal são indicados nas tabelas.

Para instalações elétricas com tensão de até 1000 volts, em instalações industriais, em oficinas, é utilizada linha de aterramento, barra de aço com seção transversal de pelo menos 100 m2, e para tensão superior a 1000 volts , a seção transversal mínima para ele é de 120 m2.É proibido o uso de estruturas metálicas, tubulações e equipamentos como condutor neutro de trabalho.

As instalações elétricas móveis de aterramento ou aterramento utilizam um fio separado em forma de núcleo como parte de um cabo, em uma única bainha comum aos fios de fase, com a mesma seção dos fios de fase.

Para aterramento e como condutores neutros de proteção em equipamentos explosivos, em indústrias perigosas são utilizados fios especializados. Você também pode usar estruturas metálicas, tubos de aço, bainhas de cabos, etc., mas apenas como medida auxiliar, antes de tudo, deve haver um fio terra especial.

Para instalações explosivas com neutro aterrado a uma tensão de até 1000 volts, o aterramento das redes de alimentação é realizado com um fio colocado adicional: o quarto - para redes trifásicas e o terceiro - para redes bifásicas e monofásicas redes de fase. Mesmo redes de iluminação monofásicas em áreas perigosas da classe B-1 são equipadas com um terceiro condutor de proteção.

Quando as estruturas naturais não atendem aos requisitos de PUE, não há outra saída a não ser construir eletrodos de aterramento artificiais.

São instalados eletrodos de aterramento rebaixados, que são colocados no fundo do poço já no início da instalação da fundação da estrutura, na fase de construção. Os eletrodos de aterramento verticais são acionados ou simplesmente pressionados no solo por meio de dispositivos especiais, como máquinas piloto automáticas ou prensas hidráulicas. O topo é colocado a uma elevação de 0,6 a 0,7 metros abaixo do nível da marca do solo, e a altura da saliência do fundo do poço é de 0,1 a 0,2 metros.Isso é feito para que seja conveniente soldar os fios de conexão na forma de tiras ou hastes cilíndricas.

Os condutores são conectados em circuitos de aterramento por soldagem sobreposta. Se o solo é agressivo e pode levar à corrosão de metais, aumenta-se a seção transversal dos eletrodos aterrados, eletrodos aterrados de cobre ou galvanizado são usados ​​como uma alternativa resistente à corrosão e, para maior confiabilidade, anticorrosão elétrica (catódica) proteção é adicionada.

A proteção do tubo de amianto é adicionada aos condutores de aterramento horizontais se eles cruzarem serviços públicos subterrâneos, trilhos de trem e outras estruturas que possam contribuir para causar danos mecânicos a qualquer uma das estruturas de interseção. Concluída a instalação e estando a fossa de fundação pronta para o aterro final, é lavrada uma ata obrigatória onde consta legalmente a execução de assentamento oculto.

Os condutores neutros de proteção e de aterramento devem, se possível, estar prontamente acessíveis para diagnóstico e inspeção. Isso, é claro, não se aplica aos núcleos e bainhas de cabos, tubos com condutores ocultos e estruturas metálicas inicialmente localizadas em fundações e no solo, condutores neutros e de aterramento instalados em tubos ocultos, inservíveis e insubstituíveis.

Se a sala estiver seca, os fios de aterramento são colocados diretamente no tijolo ou na base de concreto, os barramentos condutores são fixados a ele com buchas. Em áreas molhadas, são necessários espaçadores ou suportes para manter o fio a 1 cm ou mais da base.

Nas superfícies retas da fundação, os fios são fixados a uma distância de 60 a 100 cm entre os fixadores e nas curvas - com margem de 100 cm do canto e dos pontos de ramificação, a uma distância de 40 a 60 cm do chão e pelo menos 5 cm dos tetos móveis dos canais ... Mangas ou furos de montagem são usados ​​​​para colocar o fio de aterramento na parede e compensadores são adicionados na interseção dos compensadores.

Os fios terra são soldados aos elementos metálicos das instalações, com exceção dos conectores utilizados para medições. A sobreposição de solda é feita em um comprimento igual a seis vezes o diâmetro do fio redondo ou aproximadamente igual à largura da tira.

Tradicionalmente, as carcaças das máquinas possuem um parafuso especial para fixar o fio terra, e as máquinas montadas em skids são aterradas conectando o fio diretamente ao skid. Se o equipamento vibrar durante a operação, instale adicionalmente uma contraporca. Antes de unir as superfícies de contato, elas são limpas para dar brilho e um pouco de vaselina é aplicada em uma camada fina.

Os dutos usados ​​​​como eletrodos de aterramento às vezes são equipados com válvulas, há medidores de água e flanges neles; nesses locais, são necessários jumpers de bypass com área de seção transversal de 100 m2, que são soldados ou montados com braçadeiras.

Os fios neutros de proteção e aterramento instalados ao ar livre são especialmente marcados para que possam ser distinguidos de outras comunicações - uma faixa amarela sobre fundo verde. Os pontos de conexão dos dispositivos de aterramento portáteis não são pintados.

A blindagem dos cabos de controle e alimentação, suas tranças metálicas, são aterradas.Terminais e conectores de cabos, conjuntos de cabos condutores, dutos, bandejas e cabos de fixação de cabos também são aterrados. Tubos de aço dentro dos quais os cabos são colocados em edifícios também são aterrados.

Condutores de cobre trançados flexíveis fornecem contato de blindagem e blindagem com terminais e conectores de ligação. Nas extremidades das linhas, esses fios são conectados às linhas de aterramento. As seções transversais dos condutores flexíveis, de acordo com a seção transversal do núcleo condutor do cabo, são consideradas iguais: 6 sq. Mm para a seção transversal do condutor do cabo até 10 sq. Mm, 10 sq. Mm para cabo 16-35 sq. Mm. , 16 sq.

Para garantir a continuidade do circuito de aterramento dos cabos, é utilizada solda nas juntas com conectores de chumbo: de uma extremidade do cabo, o fio terra é soldado à blindagem, depois o terra é soldado ao centro do conector, em seguida, para a blindagem no final do próximo pedaço de cabo. Para aterrar caixas e bandejas condutoras, a instalação é realizada da mesma forma - pelo menos em vários locais são soldadas nas duas pontas da linha.

Se o cabo for colocado sobre cabos, todas as partes condutoras, incluindo o próprio cabo, serão aterradas. Tubos de aço usados ​​para aterramento são conectados firmemente a um condutor neutro ou a um dispositivo de aterramento.

Para manter a segurança do pessoal de manutenção e para proteger a bainha de chumbo ou alumínio do cabo em caso de quebra do isolamento à terra, todas as bainhas metálicas e armaduras do cabo são aterradas, os corpos condutores dos conectores e os suportes estruturas.

Esperamos que este artigo tenha sido útil para você e que agora você tenha uma ideia de como e porque o aterramento é aplicado em instalações elétricas.