O que é aterramento e para que serve?
Princípio de operação
O trabalho do aterramento e do aterramento de proteção é diferente, pois ao aterrar, se um potencial perigoso aparecer na caixa do equipamento, isso pode acontecer curto-circuito. Sob a ação de uma corrente de curto-circuito várias vezes maior em valor do que a corrente nominal da rede, um fusível ou outro dispositivo de proteção é ativado. Com o aterramento de proteção, o efeito prejudicial da corrente elétrica é neutralizado, reduzindo a magnitude da tensão de toque (e tensão de passo) para um valor seguro. Os eletrodomésticos ou equipamentos elétricos danificados que não possuem aterramento ou aterramento de proteção podem ser energizados por um longo período de tempo e se tornar perigosos para os seres humanos no momento do toque ou ao se aproximar do equipamento a uma distância perigosa.
Como mencionado acima, quando uma fase entra no corpo do dispositivo, que é feito de metal e conectado a um condutor de proteção, ocorre um curto-circuito. A magnitude da corrente de curto-circuito é várias vezes maior que a corrente nominal. Sob sua influência, os dispositivos de proteção são acionados. Como resultado, as linhas elétricas conectadas através do dispositivo de proteção são desconectadas.
A área de seção transversal dos condutores deve ser selecionada com base nos requisitos dos capítulos relevantes PUE. Para condutores de proteção, o PUE (seção 1.7.5) determina a dependência de sua seção transversal na seção transversal dos condutores de fase. Assim, para áreas de seção transversal de condutores de fase inferiores a 16 mm2, o tamanho da área da seção transversal do condutor de proteção é igual à área da seção transversal do condutor de proteção. Se a área da seção transversal do condutor de fase estiver na faixa de 16 a 35 mm2, então a área da seção transversal do condutor de proteção é de 16 mm2 e se a área da seção transversal do condutor de fase for maior que 35 mm2, então a área do condutor de proteção é escolhida 2 vezes menos. Além disso, a área da seção transversal pode ser calculada independentemente com base no mesmo item da PUE. A principal condição para a escolha é garantir a velocidade, calculada pela fórmula:
S≥ I * √t / k,
Esta fórmula reflete a dependência direta do valor da área da seção transversal do condutor de proteção (S) sobre o valor da corrente de curto-circuito, na qual os dispositivos de proteção são fornecidos de acordo com a Tabela 1.7.1 do Código Elétrico e 1.7.2 do Código de Proteção Elétrica ou por não mais que 5 s, de acordo com de 1.7.79 PUE e os valores do tempo de resposta do dispositivo de proteção (t). Dependência inversa do valor do coeficiente, que é determinado pelo material do condutor de proteção, seu isolamento, temperaturas inicial e final do condutor. Valor k para condutores de proteção em várias condições são fornecidas na Tabela 1.7.6-1.7.9 do EMP.
O diagrama abaixo repete o princípio de operação declarado anteriormente e o uso de um sistema de aterramento de proteção.
O objetivo desse dispositivo é desconectar rapidamente os equipamentos elétricos defeituosos da energia, neutralizando assim o efeito prejudicial da corrente elétrica quando uma pessoa toca em um dispositivo defeituoso.
O esquema de operação do sistema de aterramento em caso de quebra do isolamento é mostrado abaixo:
Descubra qual é a diferença entre aterramento e aterramentoVocê pode do nosso artigo!
Campo de aplicação
O aterramento de proteção é usado em redes CA trifásicas e redes CA e CC monofásicas, cujo nível de tensão é de até 1000 V.
Se a rede elétrica for uma corrente alternada trifásica e o nível de tensão for 660 / 380V, 380 / 220V ou 220 / 127V, o condutor neutro será aterrado - uma rede do tipo TN.
Se a rede for de corrente alternada monofásica, o aterramento de proteção será aplicado, desde que a tomada de rede esteja aterrada.
Se a rede for de corrente contínua monofásica, o aterramento de proteção será usado se o ponto médio da fonte de energia elétrica estiver aterrado.
O aterramento de proteção pode ser realizado com a ajuda de condutores de PE e com a ajuda de um condutor PEN combinado. O uso deste ou daquele tipo de aterramento de proteção depende de qual sistema de aterramento é usado na instalação elétrica e qual o tamanho da área da seção transversal dos cabos de energia.
De acordo com a cláusula 1.7.131 da PUE, a funcionalidade dos condutores de proteção zero e zero de trabalho pode ser combinada, desde que sejam utilizados em circuitos multifásicos no sistema TN e estacionados. Nesse caso, os requisitos para garantir a área da seção transversal dos condutores feitos de materiais diferentes devem ser observados. Os condutores de cabos de cobre devem ter uma área de seção transversal de pelo menos 10 mm2, veios de cabos de alumínio - não menos de 16 mm2.
A cláusula 1.7.132 PUE proíbe combinar a funcionalidade de zero condutor de proteção e zero de trabalho em circuitos monofásicos e de corrente contínua. Para o aterramento de proteção, é utilizado um terceiro condutor separado - a exceção é a ramificação da linha aérea com uma tensão de até 1 kV para os consumidores monofásicos de eletricidade.
Nomeação
O aterramento de proteção é usado como proteção contra choque elétrico durante a operação de equipamentos elétricos para diversos fins - doméstico, industrial.
Na figura acima, o condutor de proteção neutro do sistema TN-S é rotulado como PE. Um circuito condutor é mostrado conectando superfícies condutoras abertas e um ponto neutro aterrado em uma fonte de energia em uma rede trifásica. Este diagrama reflete a finalidade do condutor neutro de proteção ao aterrar o condutor de proteção neutro no sistema TN-S quando um condutor de proteção separado é usado.
Se o aterramento for aplicado no sistema TN-C, o esquema terá a seguinte aparência:
Nesse caso, os condutores zero de trabalho e zero de proteção são combinados em um condutor PEN.
E nesta rede trifásica, o condutor de proteção neutro PE é separado do condutor PEN na entrada da instalação elétrica:
Em um sistema DC, o ponto médio da fonte é aterrado - Figura abaixo:
1 - neutro de aterramento (ponto médio) na rede CC; 2 - elementos de rede condutores abertos; 3 - fonte de alimentação CC.
Em todos os casos considerados, o condutor neutro de proteção desempenha uma função de proteção e, no caso de combinação com o condutor de trabalho N no sistema TN-C, ele também desempenha a função do condutor neutro de trabalho.
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Por isso, examinamos o dispositivo, o princípio de operação e o objetivo do aterramento de proteção. Esperamos que você entenda agora como esse sistema funciona e por que é necessário.
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