Aterramento Elétrico, o que você precisa saber sobre!


Termotécnica Para-raios

Termotécnica Para-raios, líder nacional no setor de Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA). Desde 1974 com produtos e soluções, incluindo fabricação, revenda de equipamentos, cursos e treinamentos SPDA.

Importância e Funções do Aterramento Elétrico

Um Aterramento Elétrico, em termos gerais, desempenha sua função atrelada principalmente a ao menos um dos seguintes aspectos:

  • O desempenho de um sistema elétrico a ele conectado
  • A proteção do sistema elétrico e seus equipamentos
  • E a segurança aos seres vivos.
Aterramento Elétrico
Aterramento com solda exotérmica

Aspectos Técnicos do Aterramento

Um aterramento desempenha um papel crucial na garantia do bom funcionamento do sistema elétrico quando sua função é utilizar o solo para retornar a corrente elétrica ao sistema, assegurando estabilidade.

Em um sistema trifásico Y desbalanceado, a corrente elétrica flui em regime normal de operação pelo condutor neutro, que interliga as cargas ao aterramento elétrico no solo. Redes de energia e sinal necessitam de algum referencial elétrico para seu perfeito funcionamento, e assim de maneira geral utiliza-se o potencial da terra.

O aterramento, quando visa proteção do sistema elétrico e seus equipamentos, representa um caminho para que correntes de fuga ou de falta possam fluir, permitindo a correta atuação de seus dispositivos de proteção. Além disso, dispositivos de proteção contra surtos elétricos também necessitam deste caminho promovido pelo aterramento para desviar a energia do surto elétrico para o solo, protegendo equipamentos.

Normas Técnicas Relacionadas ao Aterramento

Para a elaboração de um projeto de sistema de aterramento, o projetista deve, primeiramente, ter o conhecimento do propósito de sua conexão a cada subsistema, as características requeridas ao mesmo e, por fim, fazer uso das respectivas normas técnicas para o correto dimensionamento.

Quais normas se aplicam ao aterramento?

NÚMERODESCRIÇÃORESUMO DO ESCOPO
NBR 5410Instalações Elétricas de Baixa TensãoEstabelece os requisitos para as instalações elétricas de baixa tensão em edificações, tanto em áreas internas quanto externas.
NBR 5419Proteção contra descargas atmosféricasFornece requisitos e subsídios para projeto de proteção contra descarga atmosférica em estruturas.
NBR 16254-1Materiais para sistemas de aterramento Parte 1: Requisitos gerais
Estabelece requisitos mínimos para materiais para sistemas de aterramento e respetivos ensaios associados.
NBR 15751Sistemas de aterramento de subestações – RequisitosEspecifica os requisitos para o dimensionamento de sistema de aterramento de subestações acima de 1kV e em frequência industrial, além de estabelecer condições de segurança para pessoas e instalações internas e externas à subestação.
NBR 16527Aterramento para sistemas de distribuiçãoEspecifica os requisitos para o dimensionamento de sistema de aterramento de sistemas de distribuição de até 34,5kV.
NBR 17140Aterramento de estruturas e dimensionamento de cabos para-raios de linha de transmissão aérea de energia elétricaEstabelece os critérios para projeto dos eletrodos de aterramento de linhas de transmissão aéreas e o dimensionamento dos cabos para-raios.
NBR 7117-1Parâmetros do solo para projetos de aterramentos elétricos Parte 1 Medição da resistividade e modelagem geoelétricaApresenta as técnicas de sondagem geoelétrica e as metodologias de determinação do modelo elétrico do solo.
NBR 15749Medição de resistência de aterramento e de potenciais na superfície do solo em sistemas de aterramentoEstabelece critérios, equipamentos e métodos de medição de resistência de sistemas de aterramento e os potenciais no solo.

Outras normas abordam o aterramento elétrico referenciando alguma das citadas acima, como é o caso da norma da NBR 16690 Instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos – Requisitos de Projeto, onde suas orientações de aterramento são direcionadas principalmente para as NBR 5410 e NBR 5419.

Características e Dimensionamento do Aterramento

Um aterramento possui características resistivas, indutivas e capacitivas, as quais conjuntamente formam a impedância que fará oposição à penetração da corrente no solo, como está representado na Figura 2.

As resistências e indutâncias neste circuito representam respectivamente as perdas de energia e os campos magnéticos estabelecidos na circulação da corrente, onde parte é dissipada no solo, e parte segue longitudinalmente no eletrodo. O ramo paralelo é definido pelas parcelas de correntes condutiva e capacitiva proporcionadas pelo campo elétrico formado no solo.

Aterramento Elétrico
Circuito elétrico equivalente do aterramento

Os valores de reatâncias indutiva e capacitiva da impedância de aterramento são significativos quando falamos em correntes de alta frequência, oriundas por exemplo de descargas atmosféricas (corrente impulsiva),e sinais de telecomunicações.

Quando o objetivo do aterramento é voltado à dissipação de correntes elétricas de baixa frequência, o sistema de aterramento geralmente é visto de uma forma mais simples, como uma resistência elétrica de aterramento, uma vez que as características reativas serão desprezíveis (a reatância é proporcional à frequência).

A Resistência de Aterramento

A resistência de aterramento é fortemente influenciada pela geometria dos condutores e eletrodos inseridos no solo, bem como pela resistividade do solo. Os condutores a serem utilizados no solo são escolhidos no momento do projeto com base em suas dimensões para atender aos valores de corrente a serem dissipados. São consideradas também a forma dos mesmos, a quantidade e a disposição geométrica na qual são instalados.

Cabos de cobre, aço galvanizado a fogo, aço cobreado e hastes de aço cobreado são os componentes comumente empregados para cumprir esta função. Além disso, somam-se a estes elementos de conexão, sejam eles por pressão, compressão ou solda exotérmica, para interligar os condutores entre si e também ao sistema elétrico.

Com relação à resistividade do solo, características determinantes incluem o tipo de solo, o nível de umidade, salinidade, nível de compactação e tamanho dos grãos. Neste aspecto, estudos geoelétricos podem ser conduzidos para levantar suas características, e produtos podem ser adicionados ao solo para alterá-las em favor de uma menor resistividade.

Aterramento Elétrico
Tipos mais comuns de condutores para inserção no solo – Cabo de cobre
Aterramento Elétrico
Tipos mais comuns de condutores para inserção no solo – Cordoalha de aço galvanizado a fogo
Aterramento Elétrico
Tipos mais comuns de condutores para inserção no solo – Cabo de aço cobreado

Seleção e Especificação de Componentes do Aterramento Elétrico

O dimensionamento, sem dúvida, é uma parte crucial do projeto de um sistema de aterramento. No entanto, além disso, o projetista também precisa estar atento à seleção dos componentes para sua especificação. Apesar de a normalização voltada a componentes de um sistema de aterramento não ser ampla, temos vários componentes que não possuem requisitos mínimos bem definidos. Isso abre espaço para componentes que, a médio ou longo prazo, podem trazer problemas ao sistema. Mesmo quando os requisitos são claramente descritos em normas, existem fabricantes que não os cumprem.

É responsabilidade do projetista selecionar componentes de maior qualidade, garantindo desempenho, segurança e durabilidade. Isso deve ser feito através de fabricantes comprometidos em oferecer esse nível de qualidade. Mesmo que o preço seja mais elevado por cumprir requisitos e/ou fazer uso de materiais de maior performance, a médio prazo, um componente de características superiores compensará este investimento com maior durabilidade e confiabilidade na manutenção de suas funções.

Conexões em aterramento – Pressão
Conexões em aterramento – Compressão
Conexões em aterramento – Solda Exotérmica

Nós podemos te ajudar!

A Termotécnica Para-raios possui uma vasta linha de componentes para aterramentos das diversas finalidades e aplicações, que apresentam características superiores favorecendo desempenho, segurança e durabilidade.

Procure as melhores indicações em soluções e componentes para sua aplicação através de nossa área de Suporte Técnico. Usufrua dos recursos de detalhes em CAD e especificações técnicas direcionadas para a inserção em seus projetos e evite problemas futuros.

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Termotécnica Para-raios, líder nacional no setor de Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA). Desde 1974 com produtos e soluções, incluindo fabricação, revenda de equipamentos, cursos e treinamentos SPDA.

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