Topologias ou esquemas de aterramento

Alguns tipos e esquemas de aterramento.

1 - Esquema TT :

O esquema TT possui um ponto de alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a pontos de aterramento distintos do ponto de aterramento da instalação. Nos esquemas TT, a proteção por disjuntor DR é obrigatória.

Esquema TN-C:

O TN-C consiste em usar o mesmo fio neutro das caixas de tomada/passagem para ligar o pino de aterramento dos equipamentos. Em principio essa técnica é válida e funciona como um aterramento de baixa impedância, mas há riscos grandes nessa topologia.

1 – O neutro tem corrente trafegando pelo mesmo e dependendo de alguns fatores e desequilíbrios na rede, esse condutor passa a não ter mais seu potencial em 0 volt, sendo assim, pode apresentar um risco de choque elétrico, principalmente se esse neutro se romper em alguma caixa de passagem.

2 - A proximidade da corrente em fluxo no neutro pode gerar interferências nos equipamentos ao ligar o seu fio terra diretamente no neutro. Quanto menor a proximidade do terra do equipamento ao neutro, maiores as chances de ocorrerem interferências sendo que uma distância de pelo menos uns 10 metros já elimina bastante as chances de ocorrerem interferências.

3 – Há o risco de alguém mexendo em alguma tomada ou caixa de passagem inverter os fios, daí poderíamos ter até 220V na carcaça do equipamento.

Há poucos casos onde o esquema TN-C é viável, mas deve ser evitado ao máximo e mesmo nesses casos as precauções a serem tomadas são tão grandes que é melhor mesmo não ter aterramento, mas apenas um dispositivo DR ligado no quadro, o que seria muito mais seguro e mesmo assim não há razões para não adotar outra topologia a não ser financeiras.

Vale dizer que DR é incompativel com o esquema TN-C, já que nunca poderia atuar numa falha Fase-Carcaça (Terra), já que fio neutro e fio terra seriam a mesma coisa nessa topologia.

Esquema TN-C-S:

A topologia TN-C-S é um misto da TN-C com a TN-S. Numa rede de distribuição típica, o neutro é aterrado e chega até o seu medidor de luz em esquema TN-C e é aterrado novamente, desse ponto em diante ele segue em TN-C até a caixa de disjuntores. Desse ponto em diante, se ligarmos o fio terra no neutro e derivá-lo separadamente do condutor neutro, está feito um esquema TN-C-S. Entretanto, em qualquer rede onde temos o neutro multi-aterrado e derivarmos o fio terra em qualquer ponto, o esquema continuará sendo um TN-C-S, apenas a porção onde há a separação em diante, consideramos TN-S. Logo globalmente o esquema é sempre um TN-C-S. A diferença fica de onde derivamos o fio terra, quanto mais longe de uma haste de aterramento, menos seguro.

A vantagem em utilizar esse esquema é a facilidade de se obter um aterramento confiável, de baixissima impedância, muitas vezes menos que 0,5 Ohms, podendo-se assim utilizar apenas disjuntores para a proteção do usuário, salvo casos onde o circuito é muito longo já que quanto mais longo o circuito e menor a "bitola" da fiação, maiores as chances do disjuntor não agir rápido o suficiente. De qualquer forma, isso não é de grande preocupação num ambiente residencial, onde as distâncias são sempre relativamente pequenas. De qualquer forma, um dispositivo DR resolveria esse problema e é sempre muito bem vindo.

Esse esquema pode apresentar algumas desvantagens do esquema TN-C, mas com menos riscos, só que ainda pode, apesar de mais dificil que no esquema TN-C, ter elevação de potencial no fio terra após separado do neutro na caixa de disjuntores. O esquema TN-C-S onde o fio terra é derivado a partir do neutro do quadro de disjntores pode ser usado caso não haja nenhuma alternativa, e é recomendável que se use DR, mas nesse caso o fio Terra propriamente dito tem que ser derivado do neutro antes do neutro passar pelo DR. Mais recomendável que se derive o fio terra na haste da entrada ou dentro do quadro de medição.

A equipotencialização de qualquer superfície condutiva dentro da construção é um outro tema importante ao utilizarmos um esquema TN-C-S, está adicionado um texto mais abaixo onde fala sobre o assunto, mas basicamente devemos equipotencilizar ou seja, ligar à mesma malha de aterramento por exemplo uma tubulação de metal, uma tubulação de gás, banheiras metalicas, dutos de ar-condicionado, esquadrias, box de banheiro que possua hastes de metal tocando no piso, etc. Isso é importante porque se por ventura o neutro assumir um valor superior à 25V, o terra poderá também assumir o mesmo nível de tensão e se isso ocorrer enquanto manuseia-se um equipamento aterrado e o usuario toque no mesmo instante nessas superfícies condutoras estranhas à instalação elétrica, o choque poderá ser fatal! Mas se ambas superfícies tiverem aterradas no mesmo ponto, não há choque elétrico ou o choque não será fatal! Por isso, EQUIPOTENCIALIZAR É IMPORTANTE!

O uso desse esquema é desencorajado por alguns estudiosos onde a rede externa é aérea por causa do risco de furto ou rompimento do neutro, mas o risco é considerado pequeno quando temos o neutro aterrado em diversos pontos, inclusive na entrada da casa. De qualquer forma, esse esquema não deveria ser usado onde o neutro é passível de se romper e o seu aterramento não é garantido. Outro problema que comentei mais atrás e prometei explica-lo melhor é com relação novamente ao aterramento do neutro. Se apenas sua casa tiver o neutro aterrado e o neutro externo não for aterrado, nem mesmo na entrada de cada casa, a coisa se complica bastante. Caso o neutro principal que vai direto ao transformador perder contato com o mesmo, a carga de consumo de toda vizinhança vai procurar sua(s) haste(s) local e a bomba estaria armada, todo esse sistema assumiria tensão elevada e a corrente indo de encontro com sua haste seria tão alta que poderia até derreter as hastes ou gerar algum incêndio.

O uso de qualquer esquema TN tb é desencorajado onde as altas correntes de curto-circuito podem gerar danos, como onde se lida com inflamáveis ou por exemplo o equipamento é muito sensível a altas correntes de curto-circuito, como um motor elétrico por exemplo, podendo nesses casos haver um rompimento do isolamento do enrrolamento do motor.

No esquema TN-C-S o neutro deve ser aterrado em quanto mais pontos forem possíveis, desde que antes do dispositivo DR.

O uso de DPS's no esquema TN-C-S é importante entre as Fases e Neutro ou Terra, e apenas entre Neutro-Terra quando a distância do ponto de separação de condutores neutro e terra for superior a 3 metros.

Esquema TN-S:

O esquema TN-S consiste em termos um condutor terra separado desde o transformador na rua ou seja, o neutro só é aterrado uma vez, num único ponto e ao longo de toda rede neutro e terra seguirem num condutor distinto, junto com as fases. É um esquema incomum de se ver no Brasil, onde teriamos por exemplo ao invés de 4 condutores (3 Fases + Neutro) na rede, teríamos na rua 5 condutores, um deles sendo o condutor terra de proteção. Em alguns países isso é comum, mas geralmente toda rede é subterrânea.

Vantagens:

- Diminuição dos perigos de tensão de passo pelo aterramento ser em ponto único.

- Baixa impedância, permitindo rápida atuação dos dispositivos seccionadores, fusíveis ou disjuntores, no caso de falhas internas no equipamento, desde que sejam obedecidas distâncias e bitolas de condutores. Numa residência típica, mesmo bem grandes, essas distâncias não vem tanto a ser uma questão crucial. De qualquer forma, o uso de dispositivo DR é recomendável hoje em dia em qualquer topologia de aterramento em que seu uso é possível.

A recomendação do uso de DPS's é a mesma do esquema TN-C-S e TT, todas as linhas devem ser protegidas pro DPS's.

A desvantagem do esquema TN-S é o uso de 5 condutores ao longo de toda instalação, externa e interna, aumentando muito os custos.

Existem os mesmos riscos existentes do esquema TN-C-S, mas de forma mais reduzida devido o comprimento que percorre o fio terra até o ponto final de uso e devido o neutro estar ligado junto com terra apenas no "pé" do transformador, o que dificulta o seu rompimento e mesmo que isso ocorra, o terra ainda estaria ligado direto ao "center tap" do transformador e aterrado logo abaixo ou seja, elimina-se vários pontos vulneráveis que poderia ocorrer ao longo do neutro.

Em redes áereas é dificilimo ver o uso de um esquema TN-S, no Brasil predominha o esquema TN-C externamente e TN-S internamente, sendo assim um esquema TN-C-S global.

Em ambos esquemas TN-C-S e TN-S se houver o rompimento do neutro, as carcaças poderiam assumir valores de tensão de até igual a tensão de fases, mas tudo dependerá do ponto onde o neutro se romper, felizmente num rede com neutro multi-aterrado as chances disso ocorrer são pequenas, mas caso ocorra por exemplo na entrada de sua residência, onde possua uma haste, sua casa ficaria "pendurada" nessa haste e provavelmente nada funcionará ou a tensão cairá bastante ao ligar algum equipamento de maior consumo. Tensão de passo poderá surgir em volta da haste, as tensões de fase poderão oscilar bastante, podendo gerar até queimas dos equipamentos e as carcaças assumirem valores de tensão variada, tudo dependerá da carga imposta e da qualidade do aterramento local. Essa situação deve ser resolvida o mais imediatamente possível, deve-se desligar o disjuntor geral até corrigido o problema.

A terceira e ultima desvantagem, geralmente acusada pelos audiofilos, é que qualquer topologia TN-C pode induzir alguns ruídos em seus equipamentos de alta fidelidade e/ou prejudicar a dinâmica sonora. No esquema TN-C isso é bem real, no esquema TN-C-S, dependendo de onde for derivado o terra, as chances são pequenas e no TN-S bem remotas e no TT inexistente, tudo isso vai depender também da definição sonora do seu equipamento e do seu ouvido, além da qualidade acústica do seu ambiente.

Esquema IT:

A topologia IT é utilizada em ambientes hospitalares onde não se pode ter um desligamento instantâneo dos equipamentos no caso de um fio de energia vier a tocar na carcaça. Uma impedância é colocado no caminho que a corrente dessa falta passaria, pra que a impedância seja alta (mas não tão alta), o suficiente pra que o disjuntor não desarme repentinamente e mantenha os equipamentos funcionando corretamente. Geralmente são utilizados detectores de falta à terra, pra alertar as pessoas desse evento e logo, a correção do mesmo.

Fonte:

http://adrenaline.uol.com.br/forum/hardwares-em-geral/252607-aterramento-aterra-o-que.html