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Aterramento

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1 - Generalidades

As características e a eficácia dos aterramentos devem satisfazer às prescrições de segurança das pessoas e funcionais da instalação.

O valor da resistência de aterramento deve satisfazer às condições de proteção e de funcionamento da instalação elétrica.

2 - Ligações à terra

- Aterramento

Qualquer que seja sua finalidade (proteção ou funcional) o aterramento deve ser único em cada local da instalação.

NOTA:

Para casos específicos de acordo com as prescrições da instalação, podem ser usados separadamente, desde que sejam tomadas as devidas precauções.

A seleção e instalação dos componentes dos aterramentos devem ser tais que:

a) o valor da resistência de aterramento obtida não se modifique consideravelmente ao longo do tempo;

b) resistam às solicitações térmicas, termomecânicas e eletromecânicas;

c) sejam adequadamente robustos ou possuam proteção mecânica apropriada para fazer face às condições de influências externas.

Devem ser tomadas precauções para impedir danos aos eletrodos e a outras partes metálicas por efeitos de eletrólise.

- Eletrodos de aterramento

O eletrodo de aterramento preferencial numa edificação é o constituído pelas armaduras de aço embutidas no concreto das fundações das edificações.

NOTAS

1- A experiência tem demonstrado que as armaduras de aço das estacas, dos blocos de fundação e das vigas baldrames, interligadas nas condições correntes de execução, constituem um eletrodo de aterramento de excelentes características elétricas.

2- As armaduras de aço das fundações, juntamente com as demais armaduras do concreto da edificação, podem constituir, nas condições prescritas pela NBR 5419, o sistema de proteção contra descargas atmosféricas (aterramento e gaiola de Faraday, completado por um sistema captor).

3- Em geral os elementos em concreto protendido não devem integrar o sistema de proteção contra descargas atmosféricas.

No caso de fundações em alvenaria, o eletrodo de aterramento pode ser constituído por uma fita de aço ou barra de aço de construção, imersa no concreto das fundações, formando um anel em todo o perímetro da estrutura. A fita deve ter, no mínimo, 100 mm2 de seção e 3 mm de espessura e deve ser disposta na posição vertical. A barra deve ter o mínimo 95 mm2 de seção. A barra ou a fita deve ser envolvida por uma camada de concreto com espessura mínima de 5 cm.

Quando o aterramento pelas fundações não for praticável, podem ser utilizados os eletrodos de aterramento convencionais, indicados na tabela 1, observando-se que:

a) o tipo e a profundidade de instalação dos eletrodos de aterramento devem ser tais que as mudanças nas condições do solo (por exemplo, secagem) não aumentem a resistência do aterramento dos eletrodos acima do valor exigido;

b) o projeto do aterramento deve considerar o possível aumento da resistência de aterramento dos eletrodos devido à corrosão.

NOTA

1- Preferencialmente o eletrodo de aterramento deve constituir um anel circundando o perímetro da edificação.

2-A eficiência de qualquer eletrodo de aterramento depende das condições locais do solo; devem ser selecionados um ou mais eletrodos adequados às condições do solo e ao valor da resistência de aterramento exigida pelo esquema de aterramento adotado. O valor da resistência de aterramento do eletrodo de aterramento pode ser calculado ou medido (ver 7.3.6.2).

Tabela 1 - Eletrodos de aterramento convencionais

Tipo de eletrodo

Dimensões mínimas

Observações

Tubo de aço zincado

2,40 m de comprimento e diâmetro nominal de 25 mm

Enterramento totalmente vertical

Perfil de aço zincado

Cantoneira de (20mmx20mmx3mm) com 2,40 m de comprimento

Enterramento totalmente vertical

Haste de aço zincado

Diâmetro de 15 mm com 2,00 ou 2,40 m de comprimento

Enterramento totalmente vertical

Haste de aço revestida de cobre

Diâmetro de 15 mm com 2,00 ou 2,40 m de comprimento

Enterramento totalmente vertical

Haste de cobre

Diâmetro de 15 mm com 2,00 ou 2,40 m de comprimento

Enterramento totalmente vertical

Fita de cobre

25 mm² de seção, 2 mm de espessura e 10 m de comprimento

Profundidade mínima de 0,60 m. Largura na posição vertical

Fita de aço galvanizado

100 mm² de seção, 3 mm de espessura e 10 m de comprimento

Profundidade mínima de 0,60 m. Largura na posição vertical

Cabo de cobre

25 mm² de seção e 10 m de comprimento

Profundidade mínima de 0,60 m. Posição horizontal

Cabo de aço zincado

95 mm² de seção e 10 m de comprimento

Profundidade mínima de 0,60 m. Posição horizontal

Cabo de aço cobreado

50 mm² de seção e 10 m de comprimento

Profundidade mínima de 0,60 m. Posição horizontal

Não devem ser usados como eletrodo de aterramento canalizações metálicas de fornecimento de água e outros serviços, o que não exclui a ligação equipotencial de que trata .

- Condutores de aterramento

Os condutores de aterramento devem atender às prescrições gerais.

Quando o condutor de aterramento estiver enterrado no solo, sua seção mínima deve estar de acordo com a tabela 2

Tabela 2 - Seções mínimas convencionais de condutores de aterramento

Protegido mecanicamente

Não protegido mecanicamente

Protegido contra corrosão

De acordo com 6.4.3.1

Cobre: 16 mm²

Aço: 16 mm²

Não protegido contra corrosão

Cobre: 16 mm² (solos ácidos)

25 mm² (solos alcalinos)

Aço: 50 mm²

Quando o eletrodo de aterramento estiver embutido nas fundações a ligação ao eletrodo deve ser realizada diretamente, por solda elétrica, à armadura do concreto mais próxima, com seção não inferior a 50 mm2, preferencialmente com diâmetro não inferior a 12 mm, ou ao ponto mais próximo do anel (fitas ou barra) embutido nas fundações. Em ambos os casos, deve ser utilizado um condutor de aço com diâmetro mínimo de 12 mm, ou uma fita de aço de 25 mm x 4 mm. Com o condutor de aço citado, acessível fora do concreto, a ligação à barra ou condutor de cobre para utilização, deve ser feita por solda exotérmica ou por processo equivalente do ponto de vista elétrico e da corrosão.

Em alternativa podem usar-se acessórios específicos de aperto mecânico para derivar o condutor de tomada de terra diretamente da armadura do concreto, ou da barra de aço embutida nas fundações, ou ainda do condutor de aço derivado para o exterior do concreto.

NOTA - O condutor de aço derivando para exterior do concreto deve ser adequadamente protegida contra corrosão.

Na execução da ligação de um condutor de aterramento a um eletrodo de aterramento deve-se garantir a continuidade elétrica e a integridade do conjunto.

- Terminal de aterramento principal

Em qualquer instalação deve ser previsto um terminal ou barra de aterramento principal e os seguintes condutores devem ser a ele ligados:

a) condutor de aterramento;

b) condutores de proteção principais;

c) condutores de equipotencialidade principais;

d) condutor neutro, se disponível;

e) barramento de equipotencialidade funcional (ver 6.4.8.5), se necessário;

f) condutores de equipotencialidade ligados a eletrodos de aterramento de outros sistemas (por exemplo, SPDA).

NOTAS

1 - O terminal de aterramento principal realiza a ligação equipotencial principal .

2 - Nas instalações alimentadas diretamente por rede de distribuição pública em baixa tensão, que utilizem o esquema TN, o condutor neutro deve ser ligado ao terminal ou barra de aterramento principal, diretamente ou através de terminal ou barramento de aterramento local;

3 - Nas instalações alimentadas diretamente por rede de distribuição pública em baixa tensão, que utilizem o esquema TT, devem ser previstos dois terminais ou barras de aterramento separados, ligados a eletrodos de aterramento eletricamente independentes, quando possível, um para o aterramento do condutor neutro e o outro constituindo o terminal de aterramento principal propriamente dito.

4 - Os condutores de equipotencialidade destinados à ligação de eletrodos de aterramento de SPDA devem ser dimensionados segundo a NBR 5419.

Quando forem utilizados eletrodos de aterramento convencionais, deve ser previsto, em local acessível, um dispositivo para desligar o condutor de aterramento. Tal dispositivo deve ser combinado ao terminal ou barra de aterramento principal, de modo a permitir a medição da resistência de aterramento do eletrodo, ser somente desmontável com o auxílio de ferramenta, ser mecanicamente resistente e garantir a continuidade elétrica.

3 - Condutores de proteção

- Seções mínimas

A seção não deve ser inferior ao valor determinado pela expressão seguinte (aplicável apenas para tempos de atuação dos dispositivos de proteção que não excedam 5 s):

Onde:

S é a seção do condutor, em milímetros quadrados;

I é o valor (eficaz) da corrente de falta que pode circular pelo dispositivo de proteção, para uma falta direta, em ampères;

t é o tempo de atuação do dispositivo de proteção, em segundos;

NOTA - Deve ser levado em conta o efeito de limitação de corrente das impedâncias do circuito, bem como a capacidade limitadora (integral de Joule) do dispositivo de proteção.

k é o fator que depende do material do condutor de proteção, de sua isolação e outras partes e das temperaturas inicial e final.

As tabelas 3, 4, 5 e 6 dão os valores de k para condutores de proteção em diferentes condições de uso ou serviço. Se, ao ser aplicada a expressão, forem obtidos valores não padronizados, devem ser utilizados condutores com a seção normalizada imediatamente superior.

NOTAS

1 - É necessário que a seção calculada seja compatível com as condições impostas pela impedância do percurso da corrente de falta.

2 - Para limitações de temperatura em atmosferas explosivas, ver IEC-79-0.

3 - Devem ser levadas em conta as temperaturas máximas admissíveis para as ligações.

Tabela 3 - Valores de k para condutores de proteção providos de isolação não incorporados em cabos multipolares ou condutores de proteção nus em contato com a cobertura de cabos

Isolação ou cobertura protetora

Material do condutor

PVC

EPR ou XLPC

Cobre

Alumínio

Aço

143

95

52

176

116

64

NOTAS

1 - A temperatura inicial considerada é de 30º C.

2 - A temperatura final do condutor é considerada igual a 160º C para o PVC e a 250º C para o EPR e o XLPE.

Tabela 4 - Valores de k para condutores de proteção que sejam veia de cabos multipolares

Isolação ou cobertura protetora

Material do condutor

PVC

EPR ou XLPC

Cobre

Alumínio

115

76

143

94

NOTAS

1 - A temperatura inicial do condutor é considerada igual a 70º C para o PVC e a 90º C para o EPR e o XLPE.

2 - A temperatura final do condutor é considerada igual a 160º C para o PVC e a 250º C para o EPR e o XLPE.

Tabela 5 - Valores de k para condutores de proteção que sejam capa ou armação de cabo

Isolação ou cobertura protetora

Material do condutor

PVC

EPR ou XLPC

Aço

Aço/Cobre

Alumínio

Chumbo

(Ainda não normalizados)

Tabela 6 - Valores de k para condutores de proteção nus onde não haja risco de danoem qualquer material vizinho pelas temperaturas indicadas

Condições

Material do condutor

Visível e em áreas restritas 1)

Condições normais

Risco de incêndio

Temperatura máxima

Cobre

k

500º C

228

200º C

159

150º C

138

Temperatura máxima

Alumínio

k

300º C

125

200º C

105

150º C

91

Temperatura máxima

Aço

k

500º C

82

200º C

58

150º C

50

As temperaturas indicadas são válidas apenas quando não puderem prejudicar a qualidade das ligações.

NOTA - A temperatura inicial considerada é de 30º C.

A seção do condutor de proteção pode, opcionalmente ao método de cálculo, ser determinada através da tabela 7. Se a aplicação da tabela conduzir a valores não padronizados, devem ser usados condutores com a seção normalizada mais próxima. Os valores da tabela 7 são validos apenas se o condutor de proteção for constituído do mesmo metal que os condutores fase. Caso não seja, sua seção deve ser determinada de modo que sua condutância seja equivalente à da seção obtida pela tabela.

Tabela 7 - Seção mínima do condutor de proteção

Seção dos condutores fase da instalação

S (mm²)

Seção mínima do condutor de proteção

correspondente Sp (mm²)

S £ 16

16 < S £ 35

S > 35

S

16

A seção de qualquer condutor de proteção que não faça parte do mesmo cabo ou do mesmo invólucro que os condutores vivos deve ser, em qualquer caso, não inferior a:

a) 2,5 mm² se possuir proteção mecânica;

b) 4 mm² se não possuir proteção mecânica.

NOTA - Ver também item 2, no que se refere à escolha e instalação dos condutores em função das influências externas.

- Tipos de condutores de proteção

Podem ser usados como condutores de proteção:

a) veias de cabos multipolares;

b) condutores isolados, cabos unipolares ou condutores nus num conduto comum aos condutores vivos;

c) condutores isolados, cabos unipolares ou condutores nus independentes;

d) proteções metálicas ou blindagens de cabos;

e) eletrodutos metálicos e outros condutos metálicos;

f) certos elementos condutores estranhos à instalação.

Quando a instalação contiver linhas pré-fabricadas (barramentos blindados) com invólucros metálicos, tais invólucros podem ser usados como condutores de proteção se satisfazerem simultaneamente às três prescrições seguintes:

a) sua continuidade elétrica deve estar assegurada e de forma a estar protegida contra deteriorações mecânicas, químicas ou eletroquímicas;

b) sua condutância seja, pelo menos, igual à resultante da aplicação.

c) devem permitir a ligação de outros condutores de proteção em todos os pontos de derivação predeterminados.

As proteções metálicas ou blindagens de cabos, bem como os eletrodutos e outros condutos metálicos, podem ser usados como condutores de proteção dos respectivos circuitos se satisfizerem às prescrições a) e b).

Elementos condutores estranhos à instalação podem ser usados como condutores de proteção se satisfizerem a todas as prescrições seguintes:

a) sua continuidade elétrica deve estar assegurada, por construção ou por ligações adequadas, e de forma a estar protegida contra deteriorações mecânicas, químicas e eletroquímicas;

b) sua condutância seja, pelo menos, igual à resultante da aplicação de 3.

c) seu traçado seja o mesmo dos circuitos correspondentes;

d) só devem poder ser desmontados se forem previstas medidas compensadoras;

e) sua aplicação a esse uso seja analisada e, se necessário, sejam feitas adaptações adequadas.

NOTA - As canalizações metálicas de água e gás não devem ser usadas como condutores de proteção.

Elementos condutores estranhos à instalação não devem ser usados como condutores PEN.

- Preservação da continuidade elétrica dos condutores de proteção

Os condutores de proteção devem estar convenientemente protegidos contra as deteriorações mecânicas, químicas e eletroquímicas e forças eletrodinâmicas.

As ligações devem estar acessíveis para verificações e ensaios, com exceção das executados dentro de caixas moldadas ou juntas encapsuladas.

Nenhum dispositivo de comando ou proteção deve ser inserido no condutor de proteção, porém podem ser utilizadas ligações desmontáveis por meio de ferramentas, para fins de ensaio.

Quando for utilizado um dispositivo de monitoração de continuidade de aterramento, as bobinas de operação não devem ser inseridas no condutor de proteção.

As partes condutoras expostas de equipamentos não devem ser utilizadas como partes de condutores de proteção de outros equipamentos, exceto nas condições de 6.4.3.2.2.

4 - Aterramento por razões de proteção

- Condutores de proteção usados com dispositivos de proteção a sobrecorrentes

Quando forem utilizados dispositivos de proteção a sobrecorrentes para a proteção contra contatos indiretos, o condutor de proteção deve estar contido na mesma linha elétrica dos condutores vivos ou em sua proximidade imediata.

- Aterramento de mastro de antenas e do sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) da edificação

Mastros de antenas devem ser incorporados ao SPDA, devendo ser atendidas as prescrições da NBR 5419.

5 - Aterramento por razões combinadas de proteção e funcionais

- Generalidades

Quando for exigido um aterramento por razões combinadas de proteção e funcionais, as prescrições relativas às medidas de proteção devem prevalecer.

- Condutor PEN

Nos esquemas TN, quando o condutor de proteção tiver uma seção maior ou igual a 10 mm² em cobre ou a 16 mm² em alumínio, nas instalações fixas, as funções de condutor de proteção e de condutor neutro podem ser combinadas, desde que a parte da instalação em referência não seja protegida por um dispositivo a corrente diferencial-residual. No entanto, a seção mínima de um condutor PEN pode ser de 4 mm², desde que o cabo seja do tipo concêntrico e que as conexões que garantem a continuidade sejam duplicadas em todos os pontos de conexão ao longo do percurso do condutor periférico. O condutor PEN concêntrico deve ser utilizado desde o transformador e limitado a uma instalação que utilize acessórios adequados.

O condutor PEN deve ser isolado para as tensões a que possa ser submetido, a fim de evitar fugas de corrente.

Se, a partir de um ponto qualquer da instalação, o neutro e o condutor de proteção forem separados, não é permitido religá-los após esse ponto. No ponto de separação, devem ser previstos terminais ou barras separadas para o condutor de proteção e o neutro. O condutor PEN deve ser ligado ao terminal ou barra previsto para o condutor de proteção.

6 - Condutores de equipotencialidade

- Seções mínimas

a) Condutores da ligação equipotencial principal

Os condutores de equipotencialidade da ligação equipotencial principal devem possuir seções que não sejam inferiores à metade da seção do condutor de proteção de maior seção da instalação, com um mínimo de 6 mm².

b) Condutores das ligações equipotenciais suplementares

Um condutor de equipotencialidade de uma ligação equipotencial suplementar ligando duas massas deve possuir uma seção equivalente igual ou superior à seção condutor de proteção de menor seção ligado a essas massa.

Um condutor de equipotencialidade de uma ligação equipotencial suplementar ligando uma massa a um elemento condutor estranho à instalação deve possuir uma seção equivalente igual ou superior à metade da seção do condutor de proteção ligado a essa massa .

Uma ligação equipotencial suplementar pode ser assegurada por elementos condutores estranhos à instalação não desmontáveis, tais como estruturas metálicas, ou por condutores suplementares ou por uma combinação dos dois tipos.

7 - Aterramento e equipotencialização de equipamentos de tecnologia da informação

- Generalidades

As prescrições aqui contidas tratam do aterramento e das ligações equipotenciais dos equipamentos de tecnologia da informação e de equipamentos similares que necessitam de interligações para intercâmbio de dados. Podem também ser utilizadas para outros equipamentos eletrônicos suscetíveis a interferências.

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