Aterramento
O aterramento é um sistema de proteção ao usuário de dispositivos conectados à rede elétrica. Consiste em uma peça metálica, conhecida como pique, eletrodo ou dardo, enterrada no solo com pouca resistência e, se possível, também conectada às partes metálicas da estrutura de uma edificação. É conectado e distribuído por toda a instalação por meio de um cabo isolante verde e amarelo, que deve acompanhar os cabos de tensão elétrica em todas as suas ramificações, e deve chegar, através de contatos específicos nas tomadas, a qualquer dispositivo que possua partes metálicas acessíveis e não suficientemente separadas dos elementos condutores em seu interior.
Qualquer contato direto ou umidade, no interior do eletrodoméstico, que atinja suas partes metálicas conectadas ao terra encontrará um caminho de pouca resistência, evitando passar para o solo através do corpo do usuário que poderá tocar acidentalmente no eletrodoméstico.
A protecção total é conseguida com o interruptor diferencial, que provoca a abertura das ligações eléctricas quando detecta que existe uma derivação para a terra eléctrica no interior da instalação eléctrica que controla. Você deve sempre evitar conectar um aparelho com plugue aterrado em uma tomada que não o possua.
Métodos de aterramento padrão
A norma internacional IEC 60364 distingue formas de aterrar um sistema usando os códigos de duas letras TN, TT e IT.
A primeira letra indica a ligação entre o equipamento de alimentação e o terra (gerador ou transformador):
A segunda letra indica a conexão entre o terra e o dispositivo elétrico fornecido:.
Nos esquemas TN, um S (separado) ou um C (conjunto) é adicionado para definir se o condutor neutro e o condutor de proteção são um único condutor.
Existe contato indireto se uma pessoa tocar uma parte condutora de um equipamento elétrico que tenha sido energizado por uma falha de isolamento. Essa pessoa completaria o circuito à terra recebendo um choque elétrico.
Todos os esquemas, em combinação com outros dispositivos de proteção, garantem a segurança das pessoas contra contactos indiretos devido a falhas de isolamento. Sua principal diferença está na continuidade do fornecimento elétrico.
É o mais utilizado na maioria das instalações porque possui excelentes características de proteção individual e um bom custo operacional.
Em Espanha, 95% das instalações utilizam este regime neutro, incluindo, por exemplo, instalações de iluminação pública.[3].
Neste esquema, o neutro do transformador e as massas metálicas dos receptores são conectados diretamente, e sem qualquer elemento de proteção, a saídas de aterramento separadas.
Em caso de falta à terra, uma corrente circula pelo terra até o ponto neutro do transformador, causando uma diferença de corrente entre os condutores fase e neutro, que quando detectada pela chave diferencial provoca o desligamento automático da fonte de alimentação.....
Durante a falta, a tensão de falta é limitada pelo terra do receptor, a um valor igual à resistência do terra (condutor de proteção + terra) vezes a corrente de falta.
Neste sistema, a utilização de interruptores diferenciais é essencial para garantir pequenas tensões de falha e assim reduzir o risco em caso de contacto eléctrico de pessoas ou animais e reduzir a possibilidade de ocorrência de incêndio eléctrico.
É utilizado em redes de distribuição pública, pois possuindo duas conexões de aterramento diferentes, os defeitos não são transmitidos entre receptores diferentes.[4].
É o esquema menos utilizado, sendo relegado quase exclusivamente a usos temporários com grupos geradores (geradores a diesel). É um sistema com custo operacional significativamente superior ao esquema TT, pois requer revisões periódicas.
A maior desvantagem deste sistema é a necessidade de calcular as impedâncias em todos os pontos da linha e projetar as proteções individualmente para cada receptor. No caso de linhas muito longas ou pequenas, pode acontecer que a corrente de falta não seja suficiente para acionar as proteções.
No esquema TN-C, os condutores de proteção são conectados diretamente ao condutor neutro. Na Espanha, este esquema não pode ser utilizado se a seção do condutor neutro for inferior a 16 mm².[5].
No esquema TN-S, os condutores de proteção são conectados a um condutor de proteção distribuído próximo à linha e conectados ao condutor neutro do transformador.
É uma combinação dos dois anteriores, utilizado quando a seção do condutor neutro é insuficiente para servir como condutor de proteção.
É preferido em aplicações onde a continuidade do serviço é crítica, como em salas cirúrgicas ou indústrias com processos sensíveis à interrupção.
Neste, o neutro do transformador é isolado do terra (ou conectado através de uma impedância de alto valor) e as massas metálicas conectadas a um terra exclusivo.
Este é o esquema que oferece maior continuidade de serviço, pois corta o fornecimento ao segundo defeito, ao contrário dos demais que o fazem ao primeiro. Isso porque num primeiro defeito a corrente encontra uma resistência muito grande para retornar ao transformador e pode ser considerada um circuito aberto. Um segundo contato provocará circulação de corrente e os dispositivos de proteção atuarão.
No caso de um primeiro defeito, um medidor de isolamento monitoriza constantemente a instalação, disparando um alarme em caso de falha de isolamento.
O esquema IT exige um aterramento totalmente independente de outras instalações, caso contrário a corrente poderia retornar ao transformador e fazer com que o primeiro defeito fosse verdadeiramente perigoso. Da mesma forma, as massas metálicas não devem ser conectadas a outras de instalações diferentes.
As instalações realizadas de acordo com este esquema são chamadas de instalações flutuantes ou insulares.
Neste tipo de esquema recomenda-se não distribuir o neutro.[6] Uma lâmpada pode ser adicionada para avisar que há uma falha elétrica. Normalmente, é colocado acima da resistência da linha de aterramento.
A norma de fiação estabelece um código de cores para a instalação elétrica. Desta forma, cada cabo possui uma cor específica de acordo com sua função.
O condutor neutro é azul, o fio de fase é marrom, cinza ou preto e o fio terra é sempre verde e amarelo.
Nas linhas de alta tensão da rede de transporte de energia elétrica, o fio terra é colocado no topo das torres de sustentação dos condutores e conectado eletricamente à sua estrutura, que, por sua vez, é dotada de ligação à terra conforme descrito acima. Neste caso, o fio terra desempenha uma dupla função: por um lado, protege as pessoas contra descargas acidentais dos condutores de alta tensão, e por outro, por ser mais alto que os condutores acima mencionados, funciona como pára-raios, protegendo a todos das descargas atmosféricas, que desta forma são desviadas para o solo, causando o mínimo de danos possíveis às instalações elétricas.