Segurança elétrica - Proteção de falha de aterramento
Agora vamos entender o que é Proteção de Falta à Terra. Estaremos focando na falha terrestre.
Falha de Terra
Falha de aterramento é uma falha inadvertida entre o condutor ativo e a terra. Quando ocorre uma falha de aterramento, o sistema elétrico entra em curto-circuito e a corrente em curto-circuito flui pelo sistema. A corrente de falha retorna pelo terra ou qualquer equipamento elétrico, o que danifica o equipamento. Também interrompe a continuidade do fornecimento e pode causar choque ao usuário. Para proteger o equipamento e para a segurança das pessoas, são utilizados dispositivos de proteção de avarias na instalação.
Dispositivos de proteção de falha de terra
Os dispositivos dão o comando de trip para interromper o circuito quando ocorre uma falha de aterramento. A corrente de falha é restrita e a falha é dispersada pelo esquema Restricted Earth Fault Protection (REFP). Normalmente, relé de falha de aterramento, disjuntor de fuga à terra e interruptor de falha de aterramento, etc. são usados para restringir a corrente de falha.
Relé de falha de terra (EFR)
É um dispositivo de segurança utilizado em instalações elétricas com alta impedância de aterramento. Ele detecta pequenas tensões parasitas nos invólucros de metal de equipamentos elétricos. O resultado é interromper o circuito se uma tensão perigosa for detectada. O EFR é protegido contra disparos de transientes e evita choques.
A figura a seguir mostra o relé de falha de aterramento -
Disjuntor de Vazamento de Terra
O disjuntor de vazamento de terra detecta a corrente de vazamento diretamente e evita ferimentos em humanos e animais devido a choques elétricos. É um dispositivo de detecção de tensão e foi recentemente substituído pelo Disjuntor de Corrente Residual (RCCB), que é um dispositivo de detecção de corrente. É um tipo especial de relé de travamento conectado à fonte de alimentação principal. Quando a corrente de falha flui do fio ativo para o fio terra dentro da instalação, a bobina do ELCB detecta a tensão e desliga a energia. Isso requer um processo de reinicialização manual para funcionar novamente. O RCCB detecta a corrente de fuga e envia um sinal para desarmar o sistema.
Interruptor de falha de aterramento
O disjuntor de falha de aterramento é um dispositivo de segurança para evitar um acidente elétrico quando qualquer ferramenta defeituosa é conectada. É um disjuntor de ação rápida para desligar a alimentação quando a falha de aterramento ocorre dentro de 1/40 de segundo. Ele compara a corrente de entrada e saída do equipamento ao longo do condutor do circuito. Se houver qualquer diferença de apenas 5 mA, o GFCI restringe a corrente e desarma rapidamente. O GFCI não ajuda muito com os riscos de contato da linha, mas protege contra incêndio, superaquecimento e destruição do isolamento do fio.
Esquema de proteção de falha de aterramento restrito
Vamos considerar um transformador de enrolamento estrela, que é protegido por um Restricted Earth Fault Protection com dispositivo de proteção EFR conforme mostrado na figura abaixo.
A imagem a seguir mostra a Proteção de Falta à Terra com EFR -
Quando uma falha externa F1 ocorre na rede, I1 e I2 fluem através do lado secundário dos TCs. A resultante de I1 e I2 será zero. No entanto, se uma falha interna F2 ocorrer dentro da zona de proteção, apenas I2 flui e I1 é desprezado. A corrente resultante I2 passa pelo relé de falta à terra, que detecta a corrente de falta e protege a parte restrita do enrolamento. A corrente de falha é aproximadamente 15% maior do que a corrente nominal do enrolamento. Para evitar a corrente de pico de magnetização, a corrente de estabilização deve estar em série com o relé.