Alguns aspectos da segurança elétrica não são totalmente claros para o leigo, e isso é o que o diferencia de um profissional que tem permissão para instalar redes elétricas. Hoje vamos falar sobre os componentes mais importantes de qualquer sistema de eletrificação – aterramento e neutralização..
O papel do aterramento em uma rede trifásica
Qualquer sistema elétrico é construído em uma rede CA trifásica ou faz parte dela. Sem nos aprofundarmos muito na teoria, lembramos as definições básicas da operação de qualquer sistema trifásico..
Uma tensão de 380 V ocorre entre quaisquer duas fases tomadas 50 vezes por segundo. Especificamente, neste momento, um dos condutores se transforma em terra – uma fonte de elétrons livres, e o outro condutor aceita esses elétrons.
O mesmo fenômeno ocorre nos outros dois pares de fases, mas a diferença de tempo entre como as fases “trocam” é cerca de um terço do período de oscilação em um deles. Este esquema de trabalho deve seu surgimento ao tipo mais popular de máquinas elétricas. Se você organizar as fases em um círculo na ordem correta, a ocorrência de corrente nelas também seguirá em um círculo e será capaz de empurrar o núcleo redondo do motor. Na versão mais simples de conexões elétricas, todas as três fases devem ser conectadas em um ponto, enquanto em um determinado momento, apenas duas delas estarão em potência de pico.
O principal problema é que a resistência dos elementos de trabalho (enrolamentos do motor ou bobinas de aquecimento) incluídos em cada uma das fases não pode ser absolutamente igual. Portanto, a corrente em cada um dos três circuitos será sempre diferente, e este fenômeno deve ser compensado de alguma forma. Portanto, o ponto de convergência de todas as três fases é conectado ao solo, a fim de retirar o potencial elétrico residual para ele.
Como funciona o loop de solo
Qualquer entrada em um edifício de vários andares pode ser modelada da mesma maneira. Já os apartamentos, distribuídos nas três fases disponíveis, consomem eletricidade de forma aleatória e esse consumo muda constantemente. É claro que, em média, no ponto de conexão do cabo da casa no ponto de distribuição (RP), a diferença de correntes nas fases não é mais do que 5% da carga nominal. No entanto, em casos raros, esse desvio pode ser superior a 20%, e esse fenômeno promete sérios problemas..
Se por um momento imaginarmos que o riser elétrico, ou melhor, sua parte de carcaça, na qual todos os fios neutros são aparafusados, acabou isolada do solo, uma diferença tão grande entre o consumo de apartamentos em diferentes fases resulta no seguinte padrão:
- Na fase mais carregada, ocorre uma queda de tensão na proporção da carga.
- Nas demais fases, essa tensão, respectivamente, aumenta.
O fio neutro, conectado ao loop de aterramento, serve como uma fonte sobressalente de elétrons para esse caso. Ajuda a eliminar a assimetria das cargas e a evitar sobretensões em ramais adjacentes de um circuito trifásico..
Diferença entre aterramento e neutralização
Se, durante a operação de um único par de fases, a carga sobre elas não for a mesma, certamente surgirá um potencial elétrico positivo no ponto de convergência. Ou seja, se, após uma quebra no circuito de aterramento, uma pessoa segurar a caixa da entrada de automóveis, ela receberá um choque, e a intensidade desse choque dependerá do grau de assimetria das cargas.
A maioria das máquinas elétricas é projetada de forma que as cargas sejam distribuídas uniformemente em todas as três fases, caso contrário, alguns condutores se aquecerão e se desgastarão mais rapidamente do que outros. Portanto, o ponto de conexão das fases em alguns dispositivos é trazido para um quarto contato separado, ao qual o condutor neutro é conectado.
E aqui está a pergunta: onde conseguir esse mesmo condutor zero? Se você prestar atenção aos pólos das linhas de transmissão de alta tensão, há apenas três fios nelas, ou seja, três fases. E para o transporte de eletricidade, isso é o bastante, pois todos os transformadores das subestações abaixadoras têm carga simétrica nos enrolamentos e cada um é aterrado independentemente dos demais..
E este quarto condutor aparece nas mais recentes subestações transformadoras (TS) da cadeia de transformações, onde 6 ou 10 kV se transforma em 220/380 V a que estamos acostumados, e há uma probabilidade não ilusória de uma carga assíncrona. Neste ponto, o início dos três enrolamentos do transformador são conectados e conectados a um sistema de aterramento comum e a partir deste ponto o quarto fio neutro se origina.
E agora entendemos que o aterramento é um sistema de hastes imersas no solo, e o aterramento é uma conexão forçada do ponto médio com o solo para eliminar potenciais perigosos e assimetrias. Consequentemente, o condutor neutro é conectado ao ponto de aterramento ou mais próximo, e o fio terra de proteção é conectado diretamente ao próprio loop de aterramento.
Tipos de sistemas de aterramento
Você notou que o fio neutro em um cabo trifásico tem uma seção transversal menor do que o resto? Isso é compreensível, porque não recai sobre ela toda a carga, mas apenas a diferença de correntes entre as fases. Deve haver pelo menos um loop de aterramento na rede, e geralmente próximo à fonte de corrente: o transformador da subestação. Aqui, o sistema exige zeragem obrigatória, mas ao mesmo tempo o condutor zero deixa de ser protetor: o que acontece se o zero for “queimado” no TP é familiar para muitos. Por esse motivo, pode haver vários loops de aterramento ao longo de todo o comprimento da linha de alimentação, e geralmente é esse o caso..
Obviamente, o religamento, ao contrário do aterramento, não é necessário, mas geralmente é extremamente útil. Pelo local onde a zeragem comum e repetida da rede trifásica é realizada, vários tipos de sistemas são distinguidos.
Nos sistemas denominados I-T ou T-T, o condutor de proteção é sempre levado independente da fonte, para isso o consumidor organiza seu próprio circuito. Mesmo que a fonte tenha seu próprio ponto de aterramento, ao qual o condutor neutro está conectado, este último não tem função de proteção, e não entra em contato com o circuito de proteção do consumidor de forma alguma.
Sistemas sem aterramento do consumidor são mais comuns. Neles, o condutor de proteção é transmitido da fonte ao consumidor, inclusive através do fio neutro. Esses esquemas são designados pelo prefixo TN e um dos três pós-correções:
- TN-C: condutores de proteção e neutros são combinados, todos os contatos de aterramento nas tomadas são conectados ao fio neutro.
- TN-S: os condutores de proteção e neutro não entram em contato com qualquer lugar, mas podem ser conectados ao mesmo circuito.
- TN-C-S: o condutor de proteção segue da própria fonte de corrente, mas ainda está conectado ao fio neutro.
Pontos-chave da instalação elétrica
Então, como todas essas informações podem ser úteis na prática? Projetos com aterramento próprio do consumidor são naturalmente preferíveis, mas às vezes são tecnicamente impossíveis de implementar, por exemplo, em apartamentos altos ou em terreno rochoso. Você deve estar ciente de que ao combinar os condutores neutro e de proteção em um fio (denominado PEN), a segurança das pessoas não é uma prioridade e, portanto, o equipamento com o qual as pessoas entram em contato deve ter proteção diferencial.
E aqui, os instaladores novatos cometem um monte de erros, determinando incorretamente o tipo de sistema de aterramento / aterramento e, consequentemente, conectando incorretamente o RCD. Em sistemas com condutor combinado, o RCD pode ser instalado em qualquer ponto, mas sempre após o local de combinação. Este erro ocorre frequentemente ao trabalhar com sistemas TN-C e TN-C-S e, especialmente, se em tais sistemas os condutores neutro e de proteção não tiverem a marcação apropriada..
Portanto, nunca use fios verde-amarelo onde não for necessário. Sempre aterre os gabinetes de metal e caixas de equipamentos, mas não com um condutor PEN combinado, no qual surge um potencial perigoso em caso de quebra de zero, mas com um condutor de proteção PE, que é conectado ao seu próprio circuito.
A propósito, se você tem seu próprio circuito, é muito pouco recomendável fazer um aterramento desprotegido nele, a menos que seja um circuito de sua própria subestação ou gerador. O fato é que, com um intervalo zero, toda a diferença na carga assíncrona na rede municipal (e isso pode ser de várias centenas de amperes) irá para o solo através de seu circuito, aquecendo o fio de conexão até ficar branco.
Segurança elétrica: qual é a diferença entre aterramento e zeramento
A segurança elétrica é um importante aspecto da construção. O aterramento e o zeramento são duas técnicas que podem ser usadas para garantir a segurança de todos. Ambos permitem dissipar correntes indesejadas para a terra ou sistema de aterramento, mas existem algumas diferenças fundamentais. O aterramento protege contra choques elétricos, enquanto o zeramento reduz os riscos de incêndios ou danos de equipamentos em caso de falha. Ao escolher a técnica certa, é possível obter os mais altos níveis de segurança elétrica.
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da rede elétrica? Para que serve cada um deles e como eles garantem a segurança dos dispositivos e das pessoas?
Qual é a principal distinção entre aterramento e zeramento em relação à segurança elétrica? Como esses dois conceitos se aplicam a diferentes situações e quais os benefícios de cada um deles? Gostaria de entender melhor como garantir a segurança elétrica em minha casa ou local de trabalho.