1) O documento discute conceitos sobre sistemas de aterramento elétrico, incluindo tipos de aterramentos, medidas para reduzir a resistência do solo, e considerações sobre volumes de influência. 2) É apresentada uma tabela com parâmetros de atuação de disjuntores e exemplos numéricos sobre correntes em situações com e sem aterramento. 3) São descritos procedimentos práticos para realizar aterramentos, como cavar poços e adicionar produtos químicos para tratamento do solo.

2. Patrocínio:
Apoio:
Promoção:
Instrutor: Luiz Eduardo Freire
REDE ELÉTRICA
Módulo 3

3. - Fazer com que a corrente de falta atinja
instantâneamente altos valores para que as
proteções do circuito atuem.
- Proteger pessoas no caso de contato.
- Referência para circuitos digitais.
Para que serve o Aterramento

4. Aterramento
Supondo In do disjuntor= 16A
Carga em funcionamento

5. Aterramento
Supondo In do disjuntor= 16A
Carga em Curto sem aterramento
Corrente no Disjuntor abaixo de sua
corrente de atuação, não desarma.
Simplificando:

6. Corrente no Disjuntor aumenta muito e ele desarma.
Aterramento
Supondo In do disjuntor= 16A
I=Ic + If = 5,85+110=115,9A
I
Carga em Curto com aterramento

7. Visa proteger as pessoas contra
valores de correntes elétrica que
não são suportadas pelo corpo
humano.
1 mA – torna-se perceptível
3 mA – sensação de dor
10 mA – perda do comando
muscular,não consegue largar o
condutor.
30 mA – na maioria do casos
parada respiratória.
75 a 100 mA – fibrilação cardíaca
Impedância do corpo humano varia com:
A-) Estado da pele – úmida, machucada,corte
resistência menor.
B-) Tipo de contato – trajeto da corrente,
entre as mãos, entre mão e pé mesmo lado ou
alternado.
C-) Superfície de contato – quanto maior,
menor a resistência.
D-) Pressão de contato – quanto maior, menor
a resistência, ex, furadeiras, serras elétricas.
E-) Duração do contato – a resistência diminui
com o tempo, entretanto se houver
carbonização a resistência aumenta.
F-) Natureza da corrente - impedância diminui
com o aumento da frequência, sendo que para
50/60Hz e CC são praticamente iguais.
G-) Taxa de álcool no sangue - quanto maior,
menor a resistência.
H-) Tensão de contato – quanto maior, menor
a resistência, ocorrendo maiores variações nos
níveis mais baixos de tensão.
Aterramento de Segurança ou de Proteção

8. 0,180,36110
0,250,4590
0,300,6075
0,47550
525
Situação 2Situação 1
Duração Máxima (s)
Tensão de Contato
presumida (V)
100s21,35 In1,05 InIn > 50
100s11,35 In1,05 InIn ≤ 50
Tempo de
atuação
típico p/
I=2xIn
Tempo
Convencional
de Atuação
(h)
Corrente
Convencional
de atuação
Corrente
Convencional de
não atuação
Corrente
Nominal (A)
Situação 1- Contato entre as mãos
ou entre a mão e o pé, com pele seca
em locais em que piso e paredes são
condutores e comporta equipamentos
elétricos cujas massas possam ser
tocadas (cozinhas,banheiros,locais
industriais,etc.
Situação 2- Contato entre as mãos
ou entre a mão e o pé, com pele
molhada em qualquer local.
Aterramento de Segurança ou de Proteção
Disjuntores – tabela típica de atuação

9. Aterramento
Carga em Curto sem aterramento – Contato Direto
Rc=300
R=1000
If= 0,48A
I= 5,45+0,48=5,93A
Simplificando:
Disj. NÃO DESARMA
I=0,11A

10. Esquemas de Aterramento

11. Aterramento de Equipamentos Sensíveis
1-Assegurar o retorno de baixa impedância para as correntes de
defeito e a devida operação dos dispositivos de proteção.
2-Manter com valores abaixo dos máximos admissíveis as tensões
de contato, toque, passo e transferência causada pelas correntes
de falta quando as mesmas circularem pelo sistema de
aterramento.
3-Possibilitar o escoamento das cargas estáticas acumuladas nos
equipamentos.
4-Manter dentro dos limites aceitáveis as tensões de toque e passo
quando a estrutura interligada ao sistema de aterramento for
atingida por uma descarga atmosférica.
5-Criar um plano de referência (potencial de referência) o mais
estável possível para todas as frequências de operação.

12. A- Diferenças de potencial admissíveis sob o ponto de vista de
segurança que podem ser basicamente da ordem de 50V, podem
danificar ou provocar funções erráticas em amplificadores
operacionais.
B- Aterramentos de alimentação de energia normalmente são
projetados e executados para atender a frequência industrial, 60Hz,
tendo baixa eficiência para altas frequências, faixa de operação da
maioria dos equipamentos sensíveis.
C- Nos aterramentos de energia circulam correntes espúrias
(devido a fugas em equipamentos com isolação deficiente, ou
correntes de desequilíbrio de circuitos trifásicos as quais geram
quedas de potencial indesejáveis, com a consequente introdução de
"ruídos" prejudiciais aos equipamentos sensíveis.
Aspectos entre um Sistema de Aterramento de Alimentação de
Energia e para Equipamentos Sensíveis

13. Aterramento Isolado – 1ª Modalidade
Não há conexão elétrica entre as barras de Aterramento da entrada
de força e do Aterramento “isolado”. Os cabos de Neutro ou Terra,
ou ambos, são lançados de maneira longitudinal.

14. Sistema de aterramento de energia e eletrônico "isolado“:
- Acoplamento capacitivo para as altas frequências,
- Acoplamento resistivo para as baixas frequências através do solo. É praticamente
impossível ter aterramentos isolados na prática.
Essa topologia é insegura, pois em certas condições de defeito ou atuação do
SPDA pode apresentar diferenças de potencial perigosas.
É ainda utilizado, pois em certos casos atenua os ruídos causados pelas correntes
espúrias que circulam pelo aterramento de energia, porém SUA UTILIZAÇÃO NÃO
É ACONSELHADA.
Aterramento Isolado – 1ª Modalidade

15. Apresenta também o inconveniente de não eliminar o laço
"loop" indesejável, que principalmente devido aos campos
eletromagnéticos que o atravessa, gera forças eletromotrizes
as quais por sua vez fazem com que correntes circulem
pelos cabos isolados, criando diferenças de potencial
indesejáveis entre as barras de referência dos
equipamentos.
Aterramento Isolado – 1ª Modalidade

16. Atenuação dos "loops" pela aplicação do condutores de aterramento e Neutro
ligados radialmente (invés dos equipamentos estarem conectado a um único
condutor, cada equipamento tem o seu condutor à barra) e no caso de uso
de Transformadores de isolação a sua eliminação.
Aterramento Isolado – 2ª Modalidade
Principal problema: ter dois sistemas de aterramento distintos, os quais
podem em certas condições de defeito apresentar diferenças de
potencial perigosas.

18. Passo seguinte: utilização do aterramento em ponto único eliminando a
insegurança, porém permaneceram alguns inconvenientes:
A - Incapacidade dos condutores quando longos de equalizarem as barras de
referência quando percorridos por correntes de alta frequência desses
equipamentos.
B - Permanência do acoplamento capacitivo entre a barra de terra de referência e
os gabinetes dos equipamentos e conseqüente formação de loops para as altas
freqüências resultando na circulação de correntes que não só irão gerar ruídos
como alterar o potencial das barras de referência (esse inconveniente poder ser
reduzido quando os cabos de aterramento forem curtos).
Aterramento Único

19. Malha de Referência de Sinal.
Todo o Sistema de Aterramento, inclusive o SPDA possui eletrodo de aterramento
comum, um Transformador Isolado é alimentado por um circuito dedicado.
Esse Transformador deve possuir um único ponto onde a sua blindagem
eletrostática (entre o 1o e 2o), a sua carcaça e o Condutor de Aterramento de
Força devem ser interligados. Os equipamentos deverão possuir o pino Terra em
seu cabo de alimentação AC e deverão ter suas carcaças aterradas à Malha de
Referência de Sinal.

20. Medir a resistividade do solo, o que só pode ser feito
utilizando-se Terrômetros que são equipamentos de
difícil manuseio e operação, mesmo assim os valores
medidos não são diretos e necessitam de análise, pois
há muitas possibilidades de interferências quando da
medição, antes de serem utilizados em fórmulas para
ser feita a modelagem (estratificação) do solo que
nunca é homogêneo.
Calcular todas as Impedâncias envolvidas no Sistema
de Aterramento.
Identificar a maior corrente de falta do sistema,
calcular qual o valor desse potencial e compará-lo com
as tensões máximas admissíveis de todos cabos e
equipamentos.
Sincronizar os dispositivos de proteção.
Aterramento
Se é difícil, como resolver???

21. - Ideal, utilizar a mesma haste de aterramento da
entrada fazendo tratamento de solo.
- Verificar cabeamento e conexões
Vida Real

22. 1º) Com um trado, cavar um poço de 20 a 30 cm de
diâmetro (A) x 3m de profundidade (B).
2º) Enterrar o tubo de PVC (H) no interior do poço (I).
3º) Introduzir a haste de cobre (E) dentro do tubo de
PVC (H), e pressioná-la de modo que esta atinja uma
profundidade de aproximadamente 1m abaixo do fundo
do poço.
4º) Misturar o sulfato de alumínio, o sal mineral e o sal
grosso com água até formar um creme pastoso e
despejar 1/3 da mistura dentro do tubo de PVC (H).
5º) Juntar o carvão mineral ao restante da mistura (K),
despejar no poço (I) em volta do tubo,
e adicionar água em quantidade enchendo totalmente o
poço.
6º) Aguardar a água baixar e recolocar terra.
OBS.: Para procedimentos construtivos, vide apostila.
Vida Real – Procedimentos Práticos

23. Vida Real – Procedimentos Práticos

24. Para Reduzir a Resistência de Aterramento
Vida Real – Procedimentos Práticos
a) Deve reduzir a resistividade do solo.
b) Deve ser neutro (Ph) com relação aos materiais do sistema de
aterramento (corrosão).
c) Não deve ser Lixiável, ou seja, não deve se dissolver em água.
d) Deve ter vida útil longa na presença de altas correntes, implica altas
temperaturas, altos potênciais (colapso dos cristais) e as altas frequências
(não indutivo, não conter componentes ferro magnéticos).
e) Deve ter alto grau de Hidroscopia, absorver água e mantê-la por longo
período (seca).
f) Ser de baixo custo.
g) Não ser poluente.
h) Ser de fácil aplicação.
Mais Usual é Tratar o solo.
Características desejáveis do produto:
São considerados solos “bons condutores” aqueles cuja
resistividade está na faixa de 50 a 100 Ohm/m.

26. Vida Real
Saber se um Aterramento está em boas condições sem medições técnicas
não é possível.
Dicas não conclusivas:
Se estiver muito alta (superior a 10V):
Medir a tensão entre Neutro e Terra.
- ou não há aterramento
- ou o pode até estar bom, mas o Neutro está mau dimensionado
ou há problemas na instalação elétrica (harmônicos ou sério
desbalanceamento em circuitos trifásicos).
Ligar uma lâmpada incandescente entre Fase e Terra.
Deve ser de baixa potência, 40W max.
Se o aclaramento qdo ligada entre Fase e Neutro for pouco maior do
que qdo ligada entre Fase e Terra, há aterramento, embora não se
possa afirmar qto a sua resistência.
Se o aclaramento qdo ligada entre Fase e Neutro for significadamente
maior do que qdo ligada entre Fase e Terra, aterramento mau
dimensionado ou com alta resistividade.

27. Vida Real
Impossibilidade de saber se o aterramento existente é “bom”.
Não há verba para fazer medições de resistividade do solo.
O cabo de segurança “Terra” não existe dentro da instalação
(casa).
Não há como “puxar” o “Terra” da haste da entrada para
dentro.
Não tem jeito, tenho de fazer um Terra Independente.

28. Vida Real Lição de Casa

29. Vida Real - Conceitos
Volume de Influência de um Eletrodo
ou Sistema de Aterramento.
É o volume total de solo envolvido quando da
dissipação da corrente de falha ou associada à
descarga atmosférica para o solo.
Na prática adota-se zona de Não Influência distâncias
superiores a 4L, onde L é o comprimento do maior
eletrodo, a distância 3L é considerada Distância
Econômica.
Para SPDA considera-se a distância de não influência 8L
do maior eletrodo.

30. A-) Interligar as hastes de aterramento.
OBS: cuidado com o volume de influência de cada haste, pois
ao se sobreporem DIMINUEM a eficiência do sistema de
aterramento como um todo.
B-) Aumentar o comprimento da haste (depende da
estratificação do solo). OBS: Aumentar o diâmetro é bem
menos eficiente para a redução da Resistência de Aterramento
do que aumentar o comprimento da haste.
Para Reduzir a Resistência de Aterramento
Vida Real – Procedimentos Práticos

31. Distanciamento mínimo 3L , ideal 4L
Vida Real – Procedimentos Práticos

32. Vida Real – Procedimentos Práticos
Hastes ligadas em paralelo
Correto
Hastes ligadas em série
Errado

33. Hastes ligadas em paralelo
Correto
Vida Real – Procedimentos Práticos
Hastes ligadas em série
Errado

34. Vida Real Lição de Casa
Sempre que possível usar o eletrodo de aterramento da entrada
de força.
Fazer tratamento do solo do eletrodo existente.
Fazer aterramento Isolado (esquema TT)
Circuito dedicado, Fase, Neutro e Terra exclusivos.
Procurar interligar os dois eletrodos (entrada e Isolado).
Ligar o Neutro ao Terra (se a haste do aterramento
isolado estiver fora da zona de influência do aterramento de
força ou na utilização de trafo isolado)
Não deve haver conexão desses equipamentos com qualquer
outra parte da instalação elétrica, exceto por fibra ótica,
principalmente com equipamentos que estiverem utilizando o
aterramento da entrada (se houver). Antena e TV a cabo são
problemas.
É recomendado o uso de Transformador de Isolação.

35.  Observar se não há eletrodos de aterramento de SPDA do imóvel
e se o eletrodo do aterramento de força da instalação (no qual o
Neutro está conectado na entrada de força), não estão dentro da
área de influência do eletrodo do Aterramento Isolado (nesse caso
distância superior a 8L do eletrodo do SPDA, onde L é o
comprimento do maior eletrodo).
 TODAS as Tomadas das dependências servidas pelo circuito
(salas,quartos,etc) devem estar no mesmo Terra.
Cuidados e Dicas

36. Barra de Terra Barra de Neutro
ISOLADOR
Verificar se a Barra
de Neutro está isolada
da carcaça do Quadro
de Distribuição e a de
Terra conectada.
Cuidados e Dicas
Verificar se todos os
parafusos estão bem
apertados.

37. Vida Real Lição de Casa
O cabo de Proteção (Terra) deve estar junto aos cabos de
alimentação (força), pois a reatância indutiva do percurso e
consequentemente a impedância Zs de percurso da corrente de
falta aumenta com o distanciamento dos cabos.
Procurar ter apenas 01 cabo de força entrando no móvel.
Móveis/gabinetes deverão ter entradas distintas para cabos de
força e sinal, caso não seja possível haver apenas uma entrada,
fazer com que os cabos de sinal cheguem e saiam da entrada em
90o em relação aos de força.

38. Não instalar condutores de alimentação ou de sinal em paralelo e
próximos a condutores que possam conduzir correntes elevadas, isso
também vale para o posicionamento dos próprios equipamentos. p.ex:
Cabos de decida de SPDA, alimentadores de grandes cargas.
Circuito elétrico exclusivo para as cargas sensíveis, o ideal é ter-se um
quadro de distribuição exclusivo com a carcaça devidamente aterrada
com alimentador também exclusivo, com disjuntores dimensionados para
cada carga.
Utilizar distribuição radial dos circuitos, cada um com seu Neutro e
Terra.
Usar cabos com blindagem adequada, essa blindagem deverá ser
aterrada em apenas uma das suas extremidades (genérico).
Utilizar sempre que possível eletrodutos metálicos e conectados ao
Sistema de Aterramento.
Cuidados e Dicas
 O cabo de Proteção (Terra) deve estar junto aos cabos de alimentação
(força).

39. Cuidados e Dicas
 TODOS os Equipamentos interligados por qq cabo que não seja fibra
ótica, devem estar protegidos por Condicionadores (Conceito Bolha).
Isol.2,5Kv
Isol.5,0Kv
Isol.5,0KvIsol.5,0Kv
Isol.5,0Kv

40. Patrocínio:
Apoio:
Promoção:
Instrutores: Gladstone Freire Jr.
OBRIGADO!
rede_eletrica@homexpert.com.br
Luiz Eduardo Freire