Os aparelhos elétricos em operação devem estar aterrados. Dependendo da finalidade, ele pode estar funcionando ou protetor. O primeiro é para a operação correta dos dispositivos e o segundo é para proteger as pessoas. O princípio de operação de um e do segundo é diferente.
Os principais objetivos e metas de aterramento
O solo é capaz de neutralizar a corrente elétrica, pois o grau de sua tensão é zero. A resistência é o principal indicador de um dispositivo de aterramento pelo qual é possível avaliar sua qualidade e capacidade de cumprir seu objetivo. A resistência específica depende da composição do solo, da presença de produtos químicos nele - ácidos ou alcalinos, umidade, friabilidade. Dependendo da composição do solo, pode ser necessário usar um kit de aterramento especial ou uma substituição completa do solo para a operação correta dos dispositivos de aterramento.
Aterramento é a conexão de qualquer dispositivo, instalação elétrica ou parte da rede a um dispositivo de aterramento. É um condutor de aterramento e condutores de aterramento, através dos quais a corrente flui para o solo e é neutralizada.
Pode haver vários interruptores de aterramento. Em um circuito distribuído, eles estão localizados ao redor do perímetro de um objeto cuja rede elétrica deve ser protegida. A parte condutora (condutores de aterramento) geralmente é feita de metal. Os eletrodos de aterramento são trazidos a eles, que têm contato direto com o solo.
O dispositivo de aterramento está montado em um circuito. O loop de aterramento é uma série de condutores de eletrodo que se entupem no solo. Seu comprimento é de 3 metros, eles estão localizados a uma pequena distância um do outro. Uma tira de metal horizontal é usada como um composto, que é depositado no solo a uma profundidade rasa de até 1 metro. A conexão aos eletrodos é realizada usando soldagem convencional. Em kits de aterramento especiais, partes do equipamento são rosqueadas, o que não afeta as propriedades de trabalho.
O aterramento de trabalho é necessário nos seguintes casos:
- Protegendo o equipamento da eletricidade estática. Os processos que ocorrem na natureza, como raios, podem afetar a corrente que flui no circuito, como resultado de quais equipamentos podem ser danificados. Eletrodos instalados no terra descarregam excesso de corrente.
- Proteção de rede contra curtos-circuitos.
- Proteção contra sobretensão.
Um exemplo de campo de trabalho é um pára-raios conectado aos eletrodos. Especialmente relevante em geradores, transformadores.
Princípio de aterramento de proteção
O aterramento de proteção é um conjunto de medidas que visam proteger o equipamento e as pessoas que trabalham com ele. É usado para eliminar a interferência eletromagnética resultante de um dispositivo próximo, bem como para neutralizar a interferência durante a comutação no circuito de energia.
Proteção contra raios
O meio de ar é uma seção com alta resistência, mas a descarga tem uma potência que excede essa resistência e, portanto, rompe-a. No caminho da atmosfera superior para a Terra, os raios selecionam as áreas com menor resistência - áreas úmidas, paredes, árvores e gotas de água.Isso explica o fato de que as descargas geralmente caem na árvore - elas têm menos resistência do que o ar ao seu redor. Quando entra no prédio, a corrente também passa pelas áreas com menor resistência - são tubos de metal, eletrodomésticos ou suas partes metálicas, paredes úmidas. Se o dispositivo não estiver aterrado, tocá-lo no momento da passagem da carga pode ser fatal.
Quando um pára-raios é instalado no telhado, a carga entra nele e depois se move para o chão e é neutralizado. É importante que as correntes não se propaguem dentro do objeto, para que os materiais usados para equipar o solo tenham uma baixa resistência. De acordo com as regras, não deve exceder 4 ohms. O próprio pára-raios deve estar conectado aos eletrodos no solo.
Proteção contra sobretensão
O equipamento eletrônico é sensível a picos de energia ou instalações elétricas poderosas operando em seu raio. Raios repentinos nas proximidades podem danificar os componentes eletrônicos.
Como exemplo: durante uma tempestade, um excesso de carga pode ocorrer no cabo de cobre com o qual as casas estão conectadas e através das quais a corrente flui. Uma carga com um aumento de tamanho pode destruir o cabo. Nesse caso, um SPD é colocado na linha de energia - um dispositivo de proteção contra sobretensão, para que a carga excessiva seja lançada no chão.
Proteção de pessoas
Casos de dispositivos, todos os elementos metálicos são capazes de conduzir corrente. Se você tocar em um dispositivo não aterrado no qual a eletricidade estática se acumulou, poderá sofrer um forte golpe. Isso afetará principalmente o sistema cardiovascular e nervoso. Sapatos de borracha, luvas de borracha, uma sala absolutamente seca ajudam a reduzir o impacto, mas as pessoas raramente andam pelo apartamento ou escritório com botas de borracha. Conectar o terceiro fio à carcaça do instrumento e depois conectá-lo aos eletrodos permite que você utilize excesso de corrente no terra.
Nos prédios antigos e com vários apartamentos, as medidas de aterramento não foram executadas; portanto, todos os aparelhos elétricos representam um perigo potencial para as pessoas.
Os dispositivos caseiros podem ter a seguinte aparência: um fio é conectado ao corpo do dispositivo, exibido na rua e conectado a um produto de metal cravado no chão (tubo, canto, balde, acessórios). Esses produtos são bons condutores de corrente, diferentemente do corpo humano, portanto a corrente seleciona o metal e entra no solo.
Diferença entre aterramento e proteção
O aterramento de trabalho e de proteção de acordo com as regras de segurança não deve ser combinado com um circuito de água. Durante as descargas atmosféricas, os aparelhos elétricos podem ser danificados e o aterramento de proteção não funciona.
No circuito de aterramento funcional (de trabalho), todas as estruturas portadoras de corrente são conectadas aos eletrodos instalados no solo. Para a operação correta do campo de trabalho, também são utilizados fusíveis que absorvem a tensão e falham.
O aterramento de trabalho é equipado caso as instruções do fabricante e os requisitos que protegem este dispositivo estejam anexados aos dispositivos.
Existem mais requisitos para um dispositivo de aterramento de proteção, pois possui tarefas mais importantes: salvar a vida das pessoas.
| Finalidade do dispositivo de aterramento de trabalho | Objetivo do aterramento de proteção |
| Aparelhos de alta potência | Aparelhos trifásicos com potência inferior a 1 kW |
| Equipamento Eletrônico Sensível | Dispositivos monofásicos e bifásicos que não têm contato com o solo |
| Dispositivos médicos | Aparelhos com capacidade superior a 1 kW |
| Tecnologia eletrônica que é portadora de informações importantes | Em circuitos fundidos com condutor neutro |
O aterramento mais confiável é fornecido no circuito elétrico da casa. Os cabos que se encaixam em cada tomada devem ser de três fios.O terceiro núcleo se conecta ao solo e remove a eletricidade estática e também evita que curtos-circuitos e raios entrem no edifício.
Requisitos de proteção da terra
Para que as instalações de aterramento cumpram suas funções, elas devem cumprir certos parâmetros e as instruções do fabricante do equipamento.
Nuances que afetam a funcionalidade:
- Resistência ao solo devido às suas características físico-químicas. Argila úmida, lascas de grafite, turfa, salinas ou água do mar conduz a melhor corrente. Pior - areia seca ou rochas duras - granito, pedra britada, quartzo, asfalto, concreto.
- A área de contato do eletrodo de terra com o solo. Quanto maior a área, mais condições favoráveis são criadas para o fluxo de corrente, mais rápido isso acontece. Você pode aumentar a área instalando um número maior de eletrodos ao longo do contorno do edifício. Nesse caso, eles são conectados em conjunto com uma placa de aço em uma única unidade. Se você aumentar o tamanho de um eletrodo, a área total também aumentará. A instalação de um contorno metálico vertical ajuda a aumentar a área se as camadas inferiores do solo tiverem mais resistência do que as de superfície.
Como é difícil alcançar a resistência ideal do solo, os dispositivos são criados com base em suas características. Cada instalação elétrica possui seus próprios padrões de resistência para dispositivos de aterramento. Por exemplo, para uma subestação elétrica com tensão superior a 100 kW, a resistência não deve ser superior a 0,5 Ohms, e para uma rede doméstica com sistema TT, bem como o uso de desligamento automático, até 500 Ohms.
Os interruptores de aterramento de metal não devem ser revestidos com materiais de pintura. Às vezes, como dispositivo de aterramento, é usada a parte subterrânea do edifício com estruturas metálicas - concreto eletricamente condutor com reforço no interior. Não use tubos de metal a gás para resolver o problema de aterramento.
De acordo com as regras de instalação elétrica, o seguinte está sujeito a aterramento:
- Redes com tensão superior a 380 V.
- Instalações particularmente perigosas e externas.
Partes de equipamentos sujeitos a aterramento e aterramento:
- Caixas para equipamentos elétricos.
- Enrolamento do transformador secundário.
- Acionamentos de aparelhos elétricos.
- Quadros de distribuição, quadros de armário.
- Equipamento de construção em metal.
- Cabo da bainha de ferro.
Se a tensão não exceder 42 V CA ou 110 V CC, o aterramento não será necessário.
Aterramento doméstico
A maioria dos acidentes domésticos envolve tocar em um dispositivo com danos no isolamento. O corpo humano, neste caso, é um condutor atual. Cooktops elétricos, máquinas de lavar e lava-louças, radiadores, fornos de microondas, caldeiras, PCs, lava-louças - todas essas são estruturas metálicas que conduzem bem a eletricidade e sem aterramento podem ser prejudiciais à saúde.
Curto-circuito - este é o contato dos fios de fase e neutro na rede, o que leva à operação de proteção de emergência e à desconexão do dispositivo da energia. Na maioria das vezes, não é um curto-circuito, mas um vazamento de corrente que se acumula na carcaça do equipamento doméstico. Isso pode resultar em choque elétrico.
Para segurança humana, é necessário instalar soquetes com contatos de aterramento. Um cabo de três fios deve estar conectado à tomada. Com um sistema de dois e três núcleos, o aterramento é equipado de maneiras diferentes - a partir da caixa de derivação ou do painel elétrico.
Não use tubos de gás, água ou aquecimento central como eletrodo de aterramento.
Operação de aterramento em caso de falhas elétricas
Mau funcionamento do equipamento significa danos ao isolamento e a ocorrência de uma fase no dispositivo.Se partes do equipamento estiverem energizadas, mas não tiverem proteção na forma de aterramento e RCD, uma pessoa que não estiver ciente do perigo poderá receber um choque elétrico.
Na segunda modalidade, o vazamento de corrente pode não ser significativo, o dispositivo de proteção do equipamento não responde à tensão e não desliga o dispositivo. Uma pessoa pode receber um pequeno golpe.
Se o gabinete não estiver aterrado, mas o RCD estiver instalado, ele funcionará 0,02 segundos depois que uma pessoa tocar no corpo do dispositivo. Este tempo não é suficiente para causar danos à saúde.
O circuito mais eficaz em termos de segurança é a presença de aterramento e RCD. Se ocorrer um vazamento de corrente e ele passar para o solo, o RCD reagirá e desligará o dispositivo.
Como é o cálculo dos parâmetros dos principais elementos de aterramento
O cálculo dos parâmetros do dispositivo de aterramento é realizado de acordo com as fórmulas. Os elementos iniciais são:
- resistência do solo nesta área;
- o comprimento, espessura, diâmetro dos eletrodos, bem como seu número.
Na prática, em todos os casos, existem discrepâncias com o plano de trabalho pretendido, uma vez que o índice do solo precisa ser analisado com mais precisão. É praticamente impossível fazer isso: a 100 metros quadrados, é necessário perfurar cerca de 100 mini-minas com até 10 m de profundidade para avaliar as camadas do solo, sua composição e a inclusão de elementos - argila, calcário, areia e outros componentes.
A instalação dos dispositivos de aterramento é realizada de acordo com o princípio principal do aterramento: a presença de uma margem de segurança, com valores médios dos parâmetros. Quanto menor a resistência, melhor para todos os aparelhos elétricos e pessoas.
Instalação de aterramento
Os eletrodos verticais desempenham suas funções com mais eficiência, pois podem ser instalados em grande profundidade. Com o assentamento horizontal em uma profundidade rasa, a resistência aumenta, especialmente no inverno, quando as camadas superiores do solo congelam.
Para eletrodos, são utilizados pinos, cujo comprimento é superior a 1 metro (geralmente 1,5 m). Tais estruturas são fáceis de martelar no chão com um martelo convencional; a conexão é feita em um plano horizontal com pelo menos 0,5 m de profundidade.
