Aterramento de proteção – projeto, layout e projeto de um sistema que elimina a ameaça de derrota

Terra protetora

A organização de um sistema confiável de segurança elétrica de proteção é uma das principais condições que evitam danos aos usuários de instalações elétricas. Ele fornecerá proteção não apenas aos seres humanos, mas também aos dispositivos. O aterramento de proteção projetado e instalado adequadamente evitará o impacto negativo de uma ampla gama de correntes circulantes imprevisíveis e eliminará seu curto-circuito nos gabinetes. Como resultado, a probabilidade de lesões traumáticas e a falha de dispositivos técnicos complexos serão excluídas.

 

Conteúdo

• Ação do sistema de aterramento de proteção
• Como são feitos os cálculos?

• Classificação dos dispositivos de aterramento
• Método de cálculo de parâmetros

Diagrama de circuito e instalação

Sistema de aterramento sem aterramento profundo

Sistema de grupo com aterramento artificial

O objetivo do aterramento de proteção é criar conexões elétricas à terra de elementos metálicos não condutores com risco de tensão. A causa da ocorrência indesejável de tensão pode ser descargas elétricas, curto-circuito na carcaça, realização de potencial, indução que aparece sob a influência de dispositivos portadores de corrente próximos ou suas partes e várias outras situações. A conexão pode ser feita com o solo ou equivalente, como água do mar ou rio, carvão na pedreira, outros objetos naturais ou criados artificialmente com propriedades semelhantes.

Ação do sistema de aterramento de proteção

O trabalho do sistema de aterramento de proteção é reduzir os parâmetros de tensão de passo e toque, trazendo-os a valores seguros. Como resultado de um dispositivo competente do sistema de aterramento:

• o potencial do equipamento elétrico aterrado é reduzido;
• os parâmetros do potencial da base na qual os usuários estão alinhados com o potencial da instalação técnica aterrada.

Importante. Na ausência de aterramento de uma instalação elétrica, tocar em seu compartimento é tão perigoso quanto tocar em um fio de fase de uma rede elétrica.

Com base na redução de valores ou na equalização de potenciais do equipamento elétrico aterrado, o princípio do aterramento de proteção ajuda a reduzir a tensão da caixa em relação ao objeto usado para o aterramento, que é frequentemente usado como solo. Devido a isso, a corrente que passa pelo corpo do usuário e a tensão do toque (etapa) atingirão valores absolutamente seguros para humanos e tecnologia.

A função de aterramento será totalmente implementada se os indicadores de corrente de falta à terra não aumentarem devido a uma diminuição na resistência de aterramento. Essa condição é totalmente consistente com uma rede neutra isolada – com um dispositivo gerador ou transformador não conectado ao sistema de aterramento ou conectado a ele através de uma alta resistência de vários dispositivos de medição, sinalização e proteção.

Como são feitos os cálculos?

Fundamentalmente, o cálculo do aterramento de proteção consiste em determinar com precisão os principais parâmetros. Eles são necessários para criar um circuito que forme as tensões de passo e toque mais seguras que aparecem no momento do fechamento da fase no alojamento. Com base nos valores calculados que estão dentro dos limites permitidos, o número e as dimensões dos condutores de aterramento são calculados, a ordem de colocação de elementos únicos é planejada.

Classificação dos dispositivos de aterramento

Por origem, os condutores de aterramento são divididos em duas categorias; ao fazer cálculos, é necessário levar em consideração suas diferenças e características específicas:

• Objetos naturais representados por partes condutoras de terceiros em contato direto com o solo. A categoria de condutores de aterramento naturais também inclui objetos cujo contato elétrico com a terra é feito através de um meio condutor intermediário.

Em um condutor de aterramento natural, o solo é instalado (martelado, abaixado em poços perfurados) elementos verticais interconectados por

Além do solo e da água, os tubos metálicos de água e outras utilidades estabelecidas em um método de vala são classificados como condutores de aterramento naturais. Tubulações com substâncias combustíveis e explosivas, estradas construídas com o uso parcial de tubos e peças de PVC não podem ser utilizadas como condutores de aterramento de origem natural. Projetado para fornecer funcionalidade sem problemas de equipamentos elétricos em condições normais e de emergência, o aterramento de trabalho e de proteção, eliminando a probabilidade de dano, é instalado principalmente no solo.

• Eletrodos de aterramento artificiais, geralmente representados por eletrodos verticais ou horizontais.

Método de cálculo de parâmetros

Para executar os cálculos, são necessários os seguintes dados:

• características de equipamentos elétricos específicos, como o tipo de instalação e seus principais dispositivos, tensões operacionais, métodos possíveis para aterrar os neutros dos dispositivos de transformação e geração;
• o tamanho e a configuração dos eletrodos, possibilitando levar em consideração a profundidade estimada de sua imersão no solo;
• informações sobre medições da resistividade da camada de solo no território equipado com o sistema de aterramento, as características de uma zona climática específica (você pode obtê-las no serviço meteorológico local);

Circuito de aterramento de proteção mostrado na seção

Importante. Ao colocar um sistema de aterramento protetor em duas camadas de solo, são necessários dados sobre a resistividade de cada uma delas, dados precisos sobre a potência da camada superior.

• informações sobre a disponibilidade de condutores de aterramento naturais adequados, nos quais objetos podem ser usados ​​para aterramento, também exigirão indicadores reais da resistência à propagação de corrente desses objetos, obtida por medição;
• indicadores precisos da corrente de falta à terra calculada calculada pelo método padrão;
• as características calculadas das normas e regras de tensão admissíveis do PES, o período de proteção de aterramento necessário para os cálculos de acordo com os valores da tensão de toque e os valores da tensão de passo.

O aterramento de proteção principal e o zeramento de instalações elétricas são calculados para casos de instalação de elementos do sistema de aterramento em um solo homogêneo. No entanto, métodos de cálculo já foram desenvolvidos e estão sendo aplicados com o arranjo de condutores de aterramento em uma terra heterogênea.

• O cálculo de condutores de aterramento localizados em um ambiente homogêneo requer levar em consideração os valores da resistência da camada de congelamento sazonal durante os períodos de congelamento e secagem da terra. Para obter valores precisos, coeficientes especiais usados ​​em cálculos para sistemas de aterramento qualquer complexidade.
• O cálculo dos condutores de aterramento instalados em duas ou mais camadas de solo requer levar em consideração os valores de resistência de todas as camadas. O cálculo baseia-se em levar em consideração todos os potenciais induzidos nos eletrodos instalados que fazem parte de uma estrutura complexa do grupo de chaves de aterramento.

Independente do método de cálculo, um parâmetro comum a todos os esquemas é a resistência necessária, determinada de acordo com os regulamentos do PSE.

Para equipamentos elétricos com tensão de até 1 kV, o cálculo da resistência do elemento de aterramento incluído no sistema de aterramento de proteção com neutro isolado (tipo IT) é realizado de acordo com a condição:

Nesta desigualdade, a variável Rz é o valor de resistência do dispositivo de aterramento (expresso em Ohms), um valor constante é Upr.add. – parâmetro de tensão de contato (50 V), Iz – valor total da falta à terra, expresso em A.

De acordo com os requisitos regulamentares, o valor de Rz varia de 4 ohms a 10 ohms (não há requisitos especiais para o valor limite mais baixo, o superior é o parâmetro máximo permitido), desde que a potência da fonte de alimentação, transformadores e geradores conectados em paralelo não seja superior a 100 kVA.

Para organizar o aterramento de proteção de instalações com uma tensão mais alta, outros valores são usados ​​nos cálculos:

• 0,5 Ohm em redes elétricas com neutro efetivamente aterrado com suas grandes correntes características para a terra;
• não superior a 10 Ohms na tensão de contato de 250V em sistemas com neutro isolado (a condição é válida em correntes baixas para o objeto de aterramento para equipamentos com tensão superior a 1000 V).

Nota. Os valores mínimos de resistência para loops de aterramento são os preferidos. Quanto menor o valor, mais eficaz será o movimento da corrente através de objetos com menor resistência.

A resistência de propagação de corrente calculada para a instalação do sistema de aterramento, calculada para o condutor de aterramento, pode aumentar durante a operação. Seu valor deve ser constantemente monitorado..

Diagrama de circuito e instalação

Nos prédios de apartamentos, para proteger os moradores de danos, são instalados disjuntores que produzem zeragem (desenergização) da rede elétrica no caso de uma falha no isolamento ou curto-circuito.

Em carcaças autônomas e em cabanas de verão, devido à falta de capacidade técnica para instalar a automação de desconexão, é necessário um dispositivo de aterramento de proteção, que pode ser feito entrando em contato com eletricistas ou feito com suas próprias mãos.

Sistema de aterramento sem aterramento profundo

Os elementos do circuito, que não incluem um eletrodo de terra profunda, podem ser instalados em uma fileira ou dispostos na forma de algum tipo de figura geométrica. A forma do contorno depende dos recursos do site. Este método é aplicável quando o comprimento do solo for de até 3 metros.

• O aterramento vertical penetra. A distância entre os interruptores de aterramento instalados verticalmente no solo é calculada com base no comprimento dessas partes do sistema de aterramento. Isso é necessário para minimizar a blindagem, pois quanto mais próximos os elementos estiverem localizados, maior será o efeito da blindagem..

• Uma medição passo a passo dos valores reais de resistência de condutores de aterramento individuais é realizada. Eles devem ser instalados em uma quantidade que garanta a formação de resistência mínima..

Nota. Freqüentemente, um número diferente de elementos de aterramento é usado para aterrar áreas iguais, pois a resistividade do solo é influenciada pela resistência específica do solo..

• A conexão de chaves de aterramento simples está em andamento. Os interruptores de aterramento com revestimento resistente à corrosão são conectados usando conectores especiais. Os dispositivos de aterramento de metal ferroso são conectados exclusivamente por soldagem, as costuras são cobertas com mástique de betume.

Sistema de grupo com aterramento artificial

Este é um circuito de aterramento simples e protetor disponível para implementação independente com um contorno de triângulo isósceles. Este sistema de proteção elétrica está localizado a um metro da borda inferior da base ou parede.

• De acordo com a configuração selecionada, uma vala com 0,8 metros de profundidade é escavada. O comprimento de cada lado do triângulo é de 3 m.
• Nos vértices do triângulo, é desejável perfurar poços de três metros de profundidade. Se fosse decidido martelar condutores de aterramento verticais com uma marreta, poços de 1,5 m seriam suficientes.

Nota. É muito mais fácil martelar objetos com pontas pontiagudas. Afie o material que você vai martelar com um moedor.

Como material para aterramento vertical, são adequados um tubo de metal com um diâmetro de 50 mm, uma barra de aço de 10 mm e um canto com um lado de 50 mm. Vai demorar três segmentos, três metros de comprimento. O elemento de aterramento horizontal pode ser composto por nove metros de tira de aço com 4 mm de espessura e 40 mm de largura.

• Em seguida, o loop de terra montado é conectado soldando a um condutor. É feito de barra redonda ou tira de aço. Ele se conecta a um condutor de aterramento natural..

O circuito instalado executará com êxito a atribuição de resistência de proteção se estiver conectado a um tubo de água de aço colocado no chão, a tubos de revestimento de metal de poços de água, a outras estruturas de concreto armado e metal. Após a instalação do aterramento de proteção, todas as valas e escavações devem ser preenchidas com solo homogêneo, sem a inclusão de pedra britada e detritos de construção.

Tendo uma idéia do que é chamado de aterramento de proteção, tendo aprendido sobre as maneiras de construir um sistema de proteção elétrico, você pode prosseguir com a auto-instalação com segurança. Não se esqueça de medir o valor da resistência após a instalação. Se não houver dispositivos e habilidades correspondentes, é necessário ligar para eletricistas.