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Aterramento Elétrico
Um dos assuntos talvez mais polêmicos na engenharia elétrica diz respeito
ao tema “aterramentos elétricos”.
Fundamentais para a segurança dos usuários e o correto funcionamento de
equipamentos e instalações, os sistemas de aterramento têm sido motivo
de atenção constante por parte dos especialistas em normalização. Sua
importância pode ser aferida pela ênfase que lhes dedica a norma NBR
5410 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão e NBR 14039 – Instalações
Elétricas de Média Tensão. Falhas de aterramento são responsáveis por
boa parte dos acidentes elétricos com vítimas. Infelizmente, a falta de
conhecimento neste tema leva a diversas idéias, opiniões, conceitos e
procedimentos totalmente equivocados, seguidos e postos em prática no
dia-a-dia de engenheiros, projetistas e instaladores.*
Conceitos
O termo "aterramento" se refere a terra propriamente dita ou a uma grande
massa que se utiliza em seu lugar. Quando falamos que algo está “aterrado”,
queremos dizer então que, pelo menos, um de seus elementos está
propositalmente ligado à terra.
A terra (isto é, o solo), pode ser considerada um condutor, por meio do qual a
corrente elétrica pode fluir, dispersando-se e retornando à fonte de energia dos
sistemas elétricos (geradores ou transformadores).
A massa do globo terrestre é tão grande que seu potencial elétrico, não
importando a quantidade de cargas elétricas que receba, praticamente não
varia.
A Terra é atribuído o potencial zero, tornando-a referência ao qual todas as
outras tensões são referidas. Qualquer objeto condutor em contato com ela
é levado a um potencial próximo de zero, como, por exemplo, a pessoa e a
estrutura metálica (torre) da figura abaixo.*
1. Funcional: em que liga-se à terra um dos condutores do sistema
(geralmente o neutro), para garantir o funcionamento correto e confiável da
instalação, através do controle da tensão em relação à terra, mantendo-a
dentro de limites previsíveis e limitando as sobretensões devidas a
manobras, descargas atmosféricas e contatos acidentais com linhas de
tensão mais elevada.
O aterramento funcional é classificado em diretamente aterrado, aterrado
através de impedância (resistor ou reator) ou não aterrado, cada qual com
as suas características e vantagens/desvantagens frente à instalação
elétrica, principalmente no que diz respeito ao tipo de proteção que se
deseja implementar;
2. Proteção: em que liga-se à terra as massas e os elementos condutores
estranhos à instalação, com o único objetivo de proteção contra choques
elétricos por contatos indiretos.
Esse aterramento fornece um caminho para a circulação de corrente que
irá permitir a detecção de uma ligação indesejada entre os condutores
vivos e a terra. Isso provocará operação de dispositivos automáticos que
removerão a tensão nesses condutores.
Além disso, limita o potencial entre massas, entre massas e elementos
condutores estranhos à instalação e entre os dois e a terra a um valor
seguro sob condições normais e anormais de funcionamento.*
Conceitos Básicos
 Tensão de contato: É a tensão que pode aparecer acidentalmente,
quando da falha de isolação, entre duas partes simultaneamente
acessíveis.
 Tensão de toque: Se uma pessoa toca um equipamento sujeito a
uma tensão de contato, pode se estabelecida uma tensão entre
mãos e pés, chamada de tensão de toque. Em consequência,
poderemos ter a passagem de uma corrente elétrica pelo braço,
tronco e pernas, cuja duração e intensidade poderão provocar
fibrilação cardíaca, queimaduras ou outras lesões graves ao
organismo.
Tensão de Passo: Quando uma corrente elétrica é descarregada para o
solo, ocorre uma elevação do potencial em torno do eletrodo de
aterramento, formando-se uma gradiente (distribuição) de queda de tensão,
cujo ponto máximo está junto ao eletrodo e o ponto mínimo muito afastado
dele.
Funções Básicas
A função principal de um aterramento está sempre associada a proteção,
quer pessoal ou de equipamentos.
Em síntese, o aterramento procura obter, tanto quanto possível, a condição
de diferença nula de potencial (também referida como equipotencialidade)
entre os condutores de proteção dos equipamentos, as carcaças destes, os
condutos metálicos e todas as demais partes condutoras da instalação,
incluindo os elementos metálicos estruturais das edificações.*
A real proteção só é conseguida com o emprego simultâneo de DRs
(dispositivos de proteção diferencial-residual) nas fases e neutro (quando
este existir) do circuito.
Não se esqueça que esses dispositivos funcionam apenas em sistemas
aterrados, que, por permitirem a circulação da corrente de falta, ocasionam
o disparo dos dispositivos de proteção, desligando automaticamente o
circuito.*
Dispositivos de Isolação Elétrica
Têm o principal objetivo de isolar condutores e outras partes energizadas
da estrutura, propiciando uma maior segurança para os trabalhadores em
instalações elétricas energizadas, eliminando ou minimizando o risco
elétrico.
Estes dispositivos de isolação elétrica são construídos com materiais
dielétricos (ou seja, não condutores de eletricidade), devendo ser muito
bem acondicionados (para evitar sujeira e umidade, fatores que tornam o
dispositivo mais condutivo) e sempre inspecionados a cada uso. São
exemplos desses dispositivos: cestas aéreas, andaimes e calhas isolantes,
mantas ou lençóis de isolamento, tapetes e banquetas isolantes e outras
coberturas isolantes para dispositivos específicos.
Dispositivos de Isolação Elétrica
Têm o principal objetivo de isolar condutores e outras partes energizadas
da estrutura, propiciando uma maior segurança para os trabalhadores em
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dispositivo mais condutivo) e sempre inspecionados a cada uso. São
exemplos desses dispositivos: cestas aéreas, andaimes e calhas isolantes,
mantas ou lençóis de isolamento, tapetes e banquetas isolantes e outras
coberturas isolantes para dispositivos específicos.
Banqueta Isolante Lençol Isolante
Manta e Cobertura Isolante
Escadas e Fibras de Vidro
Caminhão Cesta Aérea
Andaimes Isolantes
Andaimes Isolantes
Cobertura Isolante
Permanente
Cobertura Isolante Temporária para
Trabalhos em Sistemas Energizados de
Média Tensão
Dispositivos de Bloqueio e Sinalização
Bloqueio ou travamento ("lockout") é a ação destinada a manter, por meios
mecânicos, a manopla de um dispositivo de manobra fixa numa
determinada posição, de forma a impedir uma ação não autorizada, como,
por exemplo, o religamento dos dispositivos de manobra (chaves,
interruptores, seccionadoras, disjuntores, etc).
É importante salientar que estes dispositivos devem possibilitar mais de um
bloqueio, como, por exemplo, a inserção de mais de um cadeado para
trabalhos simultâneos de equipes de manutenção.*
Varas de Manobra
Os bastões e varas de manobra têm por objetivo garantir a distância de
segurança e o isolamento necessários nas intervenções em instalações
elétricas.
São fabricados com tubos de fibra de vidro impregnada com resina epoxy,
garantindo altíssima resistência mecânica e excelente rigidez dielétrica,
características essenciais, que devendo atender rigorosamente às normas
ASTM-F711, IEC-855, NBR 11854 e ASTM F 1826-00.*
Detectores de Tensão
São pequenos aparelhos de medição ou detecção portáteis ou para
acoplamento na ponta das varas, servido para verificar se existe ou não
tensão no ponto a ser testado (por meio de contato físico ou por
aproximação, acionado pelo campo magnético). Antes do início dos
trabalhos em circuitos desenergizados, é obrigatória a constatação de
ausência de tensão por meio desses equipamentos.
De maneira geral, esses dispositivos emitem, na presença de tensão, sinais
de alarme sonoros e luminosos (intermitentes e simultâneos). Devem ser
regularmente aferidos e possuírem um certificado de aferição. Sua
importância é tamanha em serviços em instalações elétricas que algumas
empresas os classificam como equipamento de proteção individual,
disponibilizando para todos os empregados envolvidos um detector de
tensão. Devem ser adquiridos em função da faixa de tensão (por exemplo,
70 V - 1 kV; 2 kV - 6 kV; 5 kV - 15 kV; 12 kV - 36 kV). A ação de testar é
prevista no item 10.5.1-C da NR-10.
Aterramento Temporário e Equipotencialização
A instalação elétrica só pode ser considerada desenergizada depois de
adotado o procedimento de aterramento elétrico (temporário), a fim de se
evitar acidentes gerados pela energização acidental da rede, propiciando
rápida atuação do sistema automático de seccionamento ou proteção (em
virtude do curto fase-terra).
Protege também os trabalhadores contra descargas atmosféricas que
possam interagir ao longo do circuito em intervenção. Em algumas
aplicações, como, por exemplo, em subestações, os componentes do
aterramento temporário já devem ser conectados à malha fixa existentes.
O aterramento elétrico da linha desenergizada tem por função evitar
acidentes gerados pela energização acidental da rede, propiciando rápida
atuação do sistema automático de seccionamento ou proteção. Também
tem o objetivo de promover proteção aos trabalhadores contra descargas
atmosféricas que possam interagir ao longo do circuito em intervenção.
O aterramento temporário deve ser realizado em todos os circuitos (cabos)
em intervenção através de seu curto-circuitamentos, ou seja, da
equipotencialização desses (colocar todos os cabos no mesmo potencial
elétrico) e conexão com o ponto de terra.*
Todo o conjunto deve ser dimensionado considerando: - tensão da rede de
distribuição ou linha de transmissão; - material da estrutura (poste ou torre);
- procedimentos de operação. Nas subestações, por ocasião da
manutenção dos componentes, se conecta os componentes do aterramento
temporário à malha de aterramento fixa, já existente.
Dispositivos de Manobra
São instrumentos isolantes utilizados para executar trabalhos em linha viva
e operações em equipamentos e instalações energizadas ou
desenergizadas onde existe possibilidade de energização acidental, tais
como:
1. Operações de instalação e retirada dos conjuntos de aterramento e
curtocircuitamento
2. Temporário em linhas desenergizadas. (distribuição e transmissão);
3. Manobras de chave faca e chave fusível;
4. Retirada e colocação de cartucho porta fusível ou elo fusível;
5. Operação de detecção de tensão;
6. Troca de lâmpadas e elementos do sistema elétrico;
7. Poda de árvores;
8. Limpeza de rede.
Dispositivos de Seccionamento
Chaves Fusíveis - As chaves fusíveis são dispositivos automáticos de
manobra (conexão/desconexão), que na ocorrência de sobrecorrente
(corrente elétrica acima do limite projetado) promove a fusão do elo
metálico fundível (fusível), e consequentemente a abertura elétrica do
circuito . Dessa forma, quando há uma sobrecarga, o elo fusível se funde
(queima) e o trecho é desligado.
Normalmente em rede de distribuição elétrica estão instaladas em cruzetas.
Também permitem a abertura mecânica, devendo ser operadas por
dispositivo de manobra, a exemplo de vara de manobra.
Chaves Facas - São dispositivos que permitem a conexão e desconexão
mecânica do circuito. Geralmente estão instaladas em cruzetas e são
usadas na distribuição e transmissão. Existem dois tipos: mecânica e
telecomandada.

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Aterramento Elétrico: Conceitos e Funções

  • 1. Aterramento Elétrico Um dos assuntos talvez mais polêmicos na engenharia elétrica diz respeito ao tema “aterramentos elétricos”. Fundamentais para a segurança dos usuários e o correto funcionamento de equipamentos e instalações, os sistemas de aterramento têm sido motivo de atenção constante por parte dos especialistas em normalização. Sua importância pode ser aferida pela ênfase que lhes dedica a norma NBR 5410 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão e NBR 14039 – Instalações Elétricas de Média Tensão. Falhas de aterramento são responsáveis por boa parte dos acidentes elétricos com vítimas. Infelizmente, a falta de conhecimento neste tema leva a diversas idéias, opiniões, conceitos e procedimentos totalmente equivocados, seguidos e postos em prática no dia-a-dia de engenheiros, projetistas e instaladores.*
  • 2. Conceitos O termo "aterramento" se refere a terra propriamente dita ou a uma grande massa que se utiliza em seu lugar. Quando falamos que algo está “aterrado”, queremos dizer então que, pelo menos, um de seus elementos está propositalmente ligado à terra. A terra (isto é, o solo), pode ser considerada um condutor, por meio do qual a corrente elétrica pode fluir, dispersando-se e retornando à fonte de energia dos sistemas elétricos (geradores ou transformadores). A massa do globo terrestre é tão grande que seu potencial elétrico, não importando a quantidade de cargas elétricas que receba, praticamente não varia.
  • 3. A Terra é atribuído o potencial zero, tornando-a referência ao qual todas as outras tensões são referidas. Qualquer objeto condutor em contato com ela é levado a um potencial próximo de zero, como, por exemplo, a pessoa e a estrutura metálica (torre) da figura abaixo.*
  • 4. 1. Funcional: em que liga-se à terra um dos condutores do sistema (geralmente o neutro), para garantir o funcionamento correto e confiável da instalação, através do controle da tensão em relação à terra, mantendo-a dentro de limites previsíveis e limitando as sobretensões devidas a manobras, descargas atmosféricas e contatos acidentais com linhas de tensão mais elevada. O aterramento funcional é classificado em diretamente aterrado, aterrado através de impedância (resistor ou reator) ou não aterrado, cada qual com as suas características e vantagens/desvantagens frente à instalação elétrica, principalmente no que diz respeito ao tipo de proteção que se deseja implementar;
  • 5. 2. Proteção: em que liga-se à terra as massas e os elementos condutores estranhos à instalação, com o único objetivo de proteção contra choques elétricos por contatos indiretos. Esse aterramento fornece um caminho para a circulação de corrente que irá permitir a detecção de uma ligação indesejada entre os condutores vivos e a terra. Isso provocará operação de dispositivos automáticos que removerão a tensão nesses condutores. Além disso, limita o potencial entre massas, entre massas e elementos condutores estranhos à instalação e entre os dois e a terra a um valor seguro sob condições normais e anormais de funcionamento.*
  • 6. Conceitos Básicos  Tensão de contato: É a tensão que pode aparecer acidentalmente, quando da falha de isolação, entre duas partes simultaneamente acessíveis.  Tensão de toque: Se uma pessoa toca um equipamento sujeito a uma tensão de contato, pode se estabelecida uma tensão entre mãos e pés, chamada de tensão de toque. Em consequência, poderemos ter a passagem de uma corrente elétrica pelo braço, tronco e pernas, cuja duração e intensidade poderão provocar fibrilação cardíaca, queimaduras ou outras lesões graves ao organismo.
  • 7.
  • 8. Tensão de Passo: Quando uma corrente elétrica é descarregada para o solo, ocorre uma elevação do potencial em torno do eletrodo de aterramento, formando-se uma gradiente (distribuição) de queda de tensão, cujo ponto máximo está junto ao eletrodo e o ponto mínimo muito afastado dele.
  • 9. Funções Básicas A função principal de um aterramento está sempre associada a proteção, quer pessoal ou de equipamentos. Em síntese, o aterramento procura obter, tanto quanto possível, a condição de diferença nula de potencial (também referida como equipotencialidade) entre os condutores de proteção dos equipamentos, as carcaças destes, os condutos metálicos e todas as demais partes condutoras da instalação, incluindo os elementos metálicos estruturais das edificações.*
  • 10. A real proteção só é conseguida com o emprego simultâneo de DRs (dispositivos de proteção diferencial-residual) nas fases e neutro (quando este existir) do circuito. Não se esqueça que esses dispositivos funcionam apenas em sistemas aterrados, que, por permitirem a circulação da corrente de falta, ocasionam o disparo dos dispositivos de proteção, desligando automaticamente o circuito.*
  • 11. Dispositivos de Isolação Elétrica Têm o principal objetivo de isolar condutores e outras partes energizadas da estrutura, propiciando uma maior segurança para os trabalhadores em instalações elétricas energizadas, eliminando ou minimizando o risco elétrico. Estes dispositivos de isolação elétrica são construídos com materiais dielétricos (ou seja, não condutores de eletricidade), devendo ser muito bem acondicionados (para evitar sujeira e umidade, fatores que tornam o dispositivo mais condutivo) e sempre inspecionados a cada uso. São exemplos desses dispositivos: cestas aéreas, andaimes e calhas isolantes, mantas ou lençóis de isolamento, tapetes e banquetas isolantes e outras coberturas isolantes para dispositivos específicos.
  • 12. Dispositivos de Isolação Elétrica Têm o principal objetivo de isolar condutores e outras partes energizadas da estrutura, propiciando uma maior segurança para os trabalhadores em instalações elétricas energizadas, eliminando ou minimizando o risco elétrico. Estes dispositivos de isolação elétrica são construídos com materiais dielétricos (ou seja, não condutores de eletricidade), devendo ser muito bem acondicionados (para evitar sujeira e umidade, fatores que tornam o dispositivo mais condutivo) e sempre inspecionados a cada uso. São exemplos desses dispositivos: cestas aéreas, andaimes e calhas isolantes, mantas ou lençóis de isolamento, tapetes e banquetas isolantes e outras coberturas isolantes para dispositivos específicos.
  • 13. Banqueta Isolante Lençol Isolante Manta e Cobertura Isolante Escadas e Fibras de Vidro
  • 14. Caminhão Cesta Aérea Andaimes Isolantes Andaimes Isolantes
  • 15. Cobertura Isolante Permanente Cobertura Isolante Temporária para Trabalhos em Sistemas Energizados de Média Tensão
  • 16. Dispositivos de Bloqueio e Sinalização Bloqueio ou travamento ("lockout") é a ação destinada a manter, por meios mecânicos, a manopla de um dispositivo de manobra fixa numa determinada posição, de forma a impedir uma ação não autorizada, como, por exemplo, o religamento dos dispositivos de manobra (chaves, interruptores, seccionadoras, disjuntores, etc). É importante salientar que estes dispositivos devem possibilitar mais de um bloqueio, como, por exemplo, a inserção de mais de um cadeado para trabalhos simultâneos de equipes de manutenção.*
  • 17.
  • 18. Varas de Manobra Os bastões e varas de manobra têm por objetivo garantir a distância de segurança e o isolamento necessários nas intervenções em instalações elétricas. São fabricados com tubos de fibra de vidro impregnada com resina epoxy, garantindo altíssima resistência mecânica e excelente rigidez dielétrica, características essenciais, que devendo atender rigorosamente às normas ASTM-F711, IEC-855, NBR 11854 e ASTM F 1826-00.*
  • 19.
  • 20. Detectores de Tensão São pequenos aparelhos de medição ou detecção portáteis ou para acoplamento na ponta das varas, servido para verificar se existe ou não tensão no ponto a ser testado (por meio de contato físico ou por aproximação, acionado pelo campo magnético). Antes do início dos trabalhos em circuitos desenergizados, é obrigatória a constatação de ausência de tensão por meio desses equipamentos. De maneira geral, esses dispositivos emitem, na presença de tensão, sinais de alarme sonoros e luminosos (intermitentes e simultâneos). Devem ser regularmente aferidos e possuírem um certificado de aferição. Sua importância é tamanha em serviços em instalações elétricas que algumas empresas os classificam como equipamento de proteção individual, disponibilizando para todos os empregados envolvidos um detector de tensão. Devem ser adquiridos em função da faixa de tensão (por exemplo, 70 V - 1 kV; 2 kV - 6 kV; 5 kV - 15 kV; 12 kV - 36 kV). A ação de testar é prevista no item 10.5.1-C da NR-10.
  • 21.
  • 22. Aterramento Temporário e Equipotencialização A instalação elétrica só pode ser considerada desenergizada depois de adotado o procedimento de aterramento elétrico (temporário), a fim de se evitar acidentes gerados pela energização acidental da rede, propiciando rápida atuação do sistema automático de seccionamento ou proteção (em virtude do curto fase-terra). Protege também os trabalhadores contra descargas atmosféricas que possam interagir ao longo do circuito em intervenção. Em algumas aplicações, como, por exemplo, em subestações, os componentes do aterramento temporário já devem ser conectados à malha fixa existentes.
  • 23.
  • 24. O aterramento elétrico da linha desenergizada tem por função evitar acidentes gerados pela energização acidental da rede, propiciando rápida atuação do sistema automático de seccionamento ou proteção. Também tem o objetivo de promover proteção aos trabalhadores contra descargas atmosféricas que possam interagir ao longo do circuito em intervenção. O aterramento temporário deve ser realizado em todos os circuitos (cabos) em intervenção através de seu curto-circuitamentos, ou seja, da equipotencialização desses (colocar todos os cabos no mesmo potencial elétrico) e conexão com o ponto de terra.* Todo o conjunto deve ser dimensionado considerando: - tensão da rede de distribuição ou linha de transmissão; - material da estrutura (poste ou torre); - procedimentos de operação. Nas subestações, por ocasião da manutenção dos componentes, se conecta os componentes do aterramento temporário à malha de aterramento fixa, já existente.
  • 25. Dispositivos de Manobra São instrumentos isolantes utilizados para executar trabalhos em linha viva e operações em equipamentos e instalações energizadas ou desenergizadas onde existe possibilidade de energização acidental, tais como: 1. Operações de instalação e retirada dos conjuntos de aterramento e curtocircuitamento 2. Temporário em linhas desenergizadas. (distribuição e transmissão); 3. Manobras de chave faca e chave fusível; 4. Retirada e colocação de cartucho porta fusível ou elo fusível; 5. Operação de detecção de tensão; 6. Troca de lâmpadas e elementos do sistema elétrico; 7. Poda de árvores; 8. Limpeza de rede.
  • 26. Dispositivos de Seccionamento Chaves Fusíveis - As chaves fusíveis são dispositivos automáticos de manobra (conexão/desconexão), que na ocorrência de sobrecorrente (corrente elétrica acima do limite projetado) promove a fusão do elo metálico fundível (fusível), e consequentemente a abertura elétrica do circuito . Dessa forma, quando há uma sobrecarga, o elo fusível se funde (queima) e o trecho é desligado. Normalmente em rede de distribuição elétrica estão instaladas em cruzetas. Também permitem a abertura mecânica, devendo ser operadas por dispositivo de manobra, a exemplo de vara de manobra. Chaves Facas - São dispositivos que permitem a conexão e desconexão mecânica do circuito. Geralmente estão instaladas em cruzetas e são usadas na distribuição e transmissão. Existem dois tipos: mecânica e telecomandada.