Segurança elétrica - aterramento
O processo de transferência de energia elétrica não intencional diretamente para a terra por meio de um fio de baixa resistência é chamado de aterramento elétrico. Refere-se à conexão de uma parte sem corrente do equipamento ou neutro do sistema de alimentação ao aterramento, que representa o potencial zero. A corrente de fuga escolhe o caminho simples de baixa resistência para fluir. Assim, o sistema elétrico e os equipamentos ficam protegidos contra danos.
Tipos de aterramento elétrico
O equipamento elétrico possui duas partes não transportadoras de corrente, como o neutro do sistema e a estrutura do equipamento. O sistema de aterramento também é classificado em dois tipos.
Aterramento neutro
O processo de conexão do neutro do sistema à terra por meio de um fio GI é conhecido como aterramento neutro ou aterramento do sistema. É usado em sistemas de enrolamento em estrela, incluindo gerador, transformador, etc.
Aterramento de equipamentos
Quando a estrutura metálica do equipamento é conectada ao terra com a ajuda de um fio condutor, é denominado de aterramento do equipamento. Na condição de falha no equipamento, a corrente de falha flui para a terra e o sistema é protegido.
Necessidade de aterramento
O aterramento é necessário pelos seguintes motivos -
Para proteger o usuário de choques elétricos.
O sistema de aterramento mostra o caminho mais fácil para a corrente de falha, mesmo após a falha de isolamento.
Ele protege o aparato elétrico usado no circuito de correntes de curto-circuito, picos de alta tensão e descargas atmosféricas.
Explicação
Agora entenderemos a necessidade de aterramento considerando as seguintes condições -
Condição normal
O aterramento de um sistema é feito na instalação para conectar as respectivas partes com condutores elétricos ou eletrodos. O eletrodo é colocado próximo ao solo ou abaixo do nível do solo, que possui um riser de ferro plano sob o solo. As peças não transportadoras de corrente são conectadas à chapinha.
A figura a seguir mostra o flow of fault current without earthing system -
Condição de falha
Em uma condição de falha, a corrente de falha flui do equipamento para o terra através do sistema de aterramento. Assim, o aparelho está protegido contra curto-circuito ou falha de corrente. No momento da falha, a tensão do eletrodo aumenta e é igual à resistência do eletrodo e à falha de aterramento.
A figura a seguir mostra o flow of fault current with an earthing system -
Medição de resistência do solo
A resistência de aterramento de um eletrodo é medida pelo método da queda de potencial. A configuração total é mostrada na figura abaixo, onde -
E é o eletrodo de aterramento em teste
P & C são dois eletrodos auxiliares colocados a uma distância adequada de E
I é a quantidade de corrente que passa entre E e C
V é a tensão medida entre E e P
A figura a seguir mostra a configuração para medir a resistência do aterramento -
Não há efeito apreciável na resistência de E, se C estiver a uma distância adequada de E. Como a corrente no eletrodo P é muito pequena, o eletrodo também tem um efeito desprezível na resistência. Agora, variando a distância do eletrodo P de E, a resistência é medida.
A figura a seguir mostra a verdadeira resistência da curva R vs d -
Na figura, a parte da curva é marcada como R de E, que é uma inclinação quase horizontal na curva. A inclinação ascendente indica o efeito da resistência de C. Para a calibração do testador de aterramento de medição de campo, a relação é usada diretamente.
Redução de risco
O sistema de aterramento deve seguir as normas e regulamentos para redução de risco de acordo com as seguintes normas.
Normas indianas: IS 3043- Código de prática para aterramento (mais recente)
Código Nacional de Eletricidade (NEC): 1985 do BIS
Guia IEEE para segurança no aterramento de subestação CA Nº padrão ANSI / IEEE, 80-1986.
A inspeção e pesquisa de campo adequadas são necessárias antes da instalação. Um fluxograma deve ser seguido para as diferentes etapas:Inspection & Survey – Design – Testing – Installation - Maintenance - Preparing Report.
A resistência do eletrodo, a resistividade do solo é medida periodicamente e o teste do megômetro deve ser realizado.
Não use fio de cobre ou alumínio como substituto, tinta, esmalte e graxa no eletrodo. Proteja o cabo do eletrodo de tensões mecânicas e corrosão.
O treinamento e a gestão adequados podem reduzir o fator de risco.